studi parametrik deformasi pondasi tiang pada kasus …

119
TUGAS AKHIR STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS JALAN TOL MEDAN-KUALANAMU- TEBING TINGGI ( Studi Kasus ) Diajukan Untuk Memenuhi Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Sipil Pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara Disusun Oleh: PUTRI PANGESTI WAHYU WIJAYANTI 1307210250 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA UTARA MEDAN 2018

Upload: others

Post on 20-May-2022

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

TUGAS AKHIR

STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANGPADA KASUS JALAN TOL MEDAN-KUALANAMU-

TEBING TINGGI( Studi Kasus )

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat-Syarat MemperolehGelar Sarjana Teknik Sipil Pada Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara

Disusun Oleh:

PUTRI PANGESTI WAHYU WIJAYANTI1307210250

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATERA UTARAMEDAN

2018

Page 2: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …
Page 3: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …
Page 4: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

iv

ABSTRAK

STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANGPADA KASUS JALAN TOL MEDAN – KUALANAMU – TEBING TINGGI

(STUDI KASUS)

Putri Pangesti Wahyu Wijayanti1307210250

Muhammad Husin Gultom, ST, MTTondi A.P, ST, MT

Pondasi tiang bor (Bored Pile) merupakan salah satu jenis pondasi dalam. Padapondasi tiang bor yang menerima beban aksial, beban didistribusikan ke tanahmelalui tahanan ujung dan tahanan selimut tiang. Uji beban aksial tiangterinstrumensasi yang dilengkasi instrumentasi berupa VWSG (Vibrating WireStrain Gauge) dan tell-tale extensometer dilakukan untuk mengetahui perilakudistribusi beban dan beban-penurunan dari pondasi tiang bor. Penelitian inibertujuan untuk mengananlisis daya dukung dan beban-penurunan pada pondasitiang bor. Analisis dilakukan pada pondasi tiang bor dengan diameter 1 m danpamjang 30 m, pada tanah yang terdiri atas medium silty clay, stiff silty clay, danhard clay. Pembebanan saat uji beban dilakukan hingga 200% dari beban kerja(working load) sebesar 600 ton melalui 4 siklus pembebanan. Hasil perhitungananalitis menunjukkan bahwa penurunan pondasi tiang bor adalah 9,82 mm untukmencapai beban 600 ton (titik BH-2). Sementara hasil dari program Plaxis saatbeban uji 600 ton, penurunan pondasi tiang bor adalah 17,19 mm.

Kata Kunci: Pondasi Tiang bor, beban-Penurunan, uji beban, Plaxis.

Page 5: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

v

ABSTRACT

PARAMETRIC STUDY OF DEBT DEFORMATION ON THE CASE OF TOLMEDAN ROAD - KUALANAMU - TINGGING HIGH

(CASE STUDY)

Putri1307210250

Muhammad Husin Gultom, ST, MTTondi A.P, ST, MT

Bored pile foundation is one of deep foundation types. On the foundation of theaxial pole receiving the axial, it is distributed upward through the tip resistanceand the blanket blanket resistance. The axial trials of the extruded pole areinstrumented. VWSG (Vibrating Wire Strain Gauge) and tell-tale extensometerwere performed to find out. This study aims to analyze the carrying capacity anda-on the foundation of drill piles. The analysis was performed on the foundationof drill pit with diameter of 1 m and pamjang 30 m, on the ground consisting ofsilty clay, rigid clay, and hard clay. The testing load is 200% of work (workload)of 600 tons through 4 loading cycles. The analytical calculation result shows thedecrease of drill pole pond is 9.82 mm to reach 600 tons (point BH-2). While theresults of the current Plaxis program test 600 tons, the drill bit foundation pole is17.19 mm.

Keywords: Foundation of Drill Pill, Load-Decrease, load test, Plaxis.

Page 6: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

vi

KATA PENGANTAR

Dengan nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang. Segala

puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

karunia dan nikmat yang tiada terkira. Salah satu dari nikmat tersebut adalah

keberhasilan penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini yang berjudul

“Studi Parametrik Deformasi Pondasi Tiang Pada Kasus Jalan Tol Medan-

Kualanamu-Tebing Tinggi” sebagai syarat untuk meraih gelar akademik Sarjana

Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Muhammadiyah Sumatera Utara (UMSU), Medan.

Banyak pihak telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir

ini, untuk itu penulis menghaturkan rasa terimakasih yang tulus dan dalam

kepada:

1. Bapak Muhammad Husin Gultom, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I dan

Penguji yang telah banyak membimbing dan mengarahkan penulis dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Tondi A.P, ST, MT selaku Dosen Pimbimbing II dan Penguji yang

telah banyak membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

3. Bapak Dr. Ade Faisal,ST, M.Sc selaku Dosen Pembanding I dan Penguji yang

telah banyak memberikan koreksi dan masukan kepada penulis dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Bambang Hadibroto, ST, MT selaku Dosen Pembanding II yang telah

banyak memberikan koreksi dan masukan kepada penulis dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Bapak Dr. Fahrizal Zulkarnain, ST, M.Sc selaku Ketua Program Studi Teknik

Sipil, Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara.

6. Bapak Munawar Alfansury Siregar, ST, MT selaku Dekan Fakultas Teknik,

Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara.

7. Seluruh Bapak/Ibu Dosen di Program Studi Teknik Sipil, Universitas

Muhammadiyah Sumatera Utara yang telah banyak memberikan ilmu

ketekniksipilan kepada saya.

Page 7: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

vii

8. Orang tua penulis: Irianto, Amd dan Supiyanti, yang telah membesarkan,

mendidik, memberi semangat, dan selalu memberikan dukungan dengan

penuh kesabaran dan kasih sayang kepada penulis.

Juga buat abangda Irshadi Fachrul Arifin, SE yang telah membantu dan

memberikan dukungan moril untuk tetap giat dalam menempuh pendidikan

dan menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Bapak/Ibu Staf Administrasi di Biro Fakultas Teknik, Universitas

Muhammadiyah Sumatera Utara.

10. Sahabat-sahabat penulis: Agung Trisna, Zakaria Fadhil, Sugaluh Wisnu Murti,

Erry Prasetyo, rekan-rekan A3 dan B3 malam stambuk 2013 yang tidak

mungkin namanya disebut satu per satu.

Laporan Tugas Akhir ini tentunya masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu

penulis berharap kritik dan masukan yang konstruktif untuk menjadi bahan

pembelajaran berkesinambungan penulis di masa depan. Semoga laporan Tugas

Akhir ini dapat bermanfaat bagi dunia konstruksi teknik sipil.

Medan, Maret 2018

Putri Pangesti Wahyu Wijayanti

Page 8: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ii

LEMBAR PERNYATAN KEASLIAN SKRIPSI iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR NOTASI xiv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 3

1.3. Tujuan Penelitian 3

1.4. Ruang Lingkup Penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 4

1.5.1. Manfaat Praktis

1.5.2. Manfaat Teoritis

1.6. Sistematika Penulisan 4

BAB 2 STUDI PUSTAKA

2.1. Tanah 6

2.1.1 Propertis Tanah 7

2.1.2 Komposisi Tanah 8

2.1.3 Batas Konsistensi Tanah 9

2.2. Penyelidikan Lapangan 10

2.2.1 Uji Standart Penentration Test (SPT) 12

2.3. Pengujian Laboratorium 15

2.3.1 Parameter Tanah 15

2.4. Pondasi 20

2.5.1 Pondasi Tiang 23

2.5.2 Penggolongan Pondasi Tiang 22

Page 9: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

ix

2.5. Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) 24

2.6. Uji Pembebanan Statik (Static Loading Test) 27

2.7. Kapasitas Daya Dukung 30

2.8.1 Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek 30

2.8.2 Dari Data Standart Penetration Test (SPT) 31

2.8.3 Dari Data Parameter Tanah (Laboratorium) 31

2.8. Faktor Keamanan 34

2.9. Penurunan Tiang Tunggal (Settlement) 36

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Bagan Alir Penelitian 41

3.2. Data Umum Proyek 42

3.3. Lokasi Titik Pengeboran 43

3.4. Pengumpulan Data 43

3.5. Analisis Data Tanah 43

3.6. Analisis Parameter Tanah 47

3.7. Hasil Pengujian Pembebanan Statik (Static Loading Test) 48

3.8. Model Numerik dengan Program Analisis 50

3.8.1 Plaxis Input 51

3.2.2 Plaxis Calculation 52

3.3.3 Plaxis Output 52

3.9. Langkah-langkah Pemodelan Menggunakan Program Plaxis 53

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perhitungan Daya Dukung Menggunakan Data Parameter (SPT) 58

4.1.1. Perhitungan Pada Titik BH-1 58

4.1.2. Perhitungan Pada Titik BH-2 61

4.1.3. Perhitungan Pada Titik BH-3 64

4.2. Perhitungan Penurunan (Settlement) 66

4.2.1. Penurunan Pada Titik BH-1 66

4.2.2. Penurunan Pada Titik BH-2 68

4.2.3. Penurunan Pada Titik BH-3 70

4.3. Kapasitas Daya Dukung Bored Pile dari Data Loading Test 72

Page 10: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

x

4.3.1. Metode Mazurkiewicz (1972) 73

4.3.2. Metode Chin 74

4.3.3. Metode Davisson 75

4.4. Hasil Analisis Program Plaxis Untuk Penurunan 76

4.5. Perbandingan Hasil analitis dan Program Plaxis untuk

penurunan dan Loading Test 78

4.6. Hasil Analitis Daya Dukung Program Plaxis 80

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 81

5.2. Saran 82

DAFTAR PUSTAKA 83

LAMPIRAN

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Page 11: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Batasan-batasan ukuran golongan tanah 7

Tabel 2.2 Hubungan nilai Indeks Plastisitas dengan jenis tanah Atterberg 10

Tabel 2.3 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada tanah lempung 15

Tabel 2.4 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada tanah pasir 16

Tabel 2.5 Hubungan jenis tanah, konsistensi dan poission ratio (v) 17

Tabel 2.6 Hubungan antar jenis tanah, angka porie, kadar air, konsistensi

dengan berat isi tanah kering 18

Tabel 2.7 Hubungan dariФ dan N dari pasir 18

Tabel 2.8 Nilai koefisien Permeabilitastanah 20

Tabel 2.9 Parameter rencana tiang untuk tanah kohesif 32

Tabel 2.10 Parameter rencana tiang untuk tanah non kohesif 34

Tabel 2.11 Faktor keamanan untuk pondasi tiang 35

Tabel 3.1 Data hasil pengeboran BH-1 (Lokasi jembatan S.Susun Rampah) 45

Tabel 3.2 Data hasil pengeboran BH-2 (Lokasi jembatan S.Susun Rampah) 45

Tabel 3.3 Data hasil pengeboran BH-3 (Lokasi jembatan S.Susun Rampah) 46

Tabel 3.4 Tabel rekapitulasi pembebanan pada pengujian static loading 48

Tabel 4.1 Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT pada titik

BH-1 60

Tabel 4.2 Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT pada titik

BH-2 63

Tabel 4.3 Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT pada titik

BH-3 66

Tabel 4.4 Rekapitulasi perhitungan penurunan tiang tunggal 71

Page 12: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Elemen-elemen tanah 8

Gambar 2.2 Wujud fisik tanah pada konsistensi tertentu 9

Gambar 2.3 Pengujian penetrasi standar 13

Gambar 2.4 Skema urutan pengujian penetrasi standar 14

Gambar 2.5 pengelompokan pondasi 22

Gambar 2.6 Jenis-jenis tiang bor 25

Gambar 2.7 Hubungan beban-penurunan metode mazurkiewicz 28

Gambar 2.8 Hubungan beban-penurunan metode chin 29

Gambar 2.9 Hubungan beban-penurunan metode davisson 30

Gambar 2.10 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya 31

Gambar 2.11 Korelasi antara α dan Cu pada tanah lempung 33

Gambar 2.12 Faktor penurunan Io 38

Gambar 2.13 Koreksi kompresi Rk 39

Gambar 2.14 Koreksi kedalaman Rh 39

Gambar 2.15 Koreksi angka poisson Rµ 40

Gambar 2.16 Koreksi kekakuan lapisan pendukung Rb 41

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian 42

Gambar 3.2 Denah lokasi Proyek pembangunan jalan tol MKTT 6 43

Gambar 3.3 Lokasi titik pengeboran BH-1, BH-2 dan BH-3 44

Gambar 3.4 Grafik siklus penurunan dengan waktu 49

Gambar 3.5 Grafik siklus pembebanan dengan waktu 49

Gambar 3.6 Kurva hubungan beban dan penurunan hasil uji beban statis 50

Gambar 3.7 Pemodelan geometri pada program analisis. 53

Gambar 3.8 Penetapan kondisi batas pada geometri. 54

Gambar 3.9 Input parameter tanah dan pemodelan Mohr-coulomb. 55

Gambar 3.10 Penyusunan jaringan meshing. 56

Gambar 3.11 Pemodelan penguncian geometri 56

Gambar 3.12 Tahapan perhitungan. 57

Gambar 4.1 kurva penurunan titik BH-1, BH-2 dan BH-3 72

Gambar 4.2 Interpretasi daya dukung dengan metode Mazurkiewicz (1972) 73

Page 13: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

xiii

Gambar 4.3 Interpretasi daya dukung dengan metode Chin 74

Gambar 4.4 Interpretasi daya dukung dengan metode Davisson 75

Gambar 4.5 Penurunan dengan beban 300 ton 76

Gambar 4.6 Penurunan dengan beban 600 76

Gambar 4.7 Kurva perbandingan penurunan antara titik BH-1, BH-2

dan BH-3 dalam program Plaxis 77

Gambar 4.8 Kurva beban versus penurunan menggunakan program analisis 78

Gambar 4.9 Kurva perbandingan antara analitis dan program Plaxis 78

Gambar 4.10 Kurva perbandingan beban versus penurunan dengan

metode elemen hingga dan data loading test 79

Page 14: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

xiv

DAFTAR NOTASI

Ap = Luas penampang tiang

p = Luas selimut tiang

SF = Faktor keamanan

Cu = Kohesif lapisan tanah yang tidak teratur

α = Faktor adhesi

∆L = Kedalaman

σ = tegangan

Es = Modulus elastisitas tana disekitar tiang

EP = Modulus elastisitas dari bahan tiang

Eb = 10 Es = modulus elastisitas tanah di dasar tiang

D = Diameter tiang

Q = Besar beban yang bekerja

S = Besar penurunan yang terjadi

Io = Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat

(incomressible) dalam massa semi tak terhingga

Rk = Faktor koreksi kemudahmampatan tiang untuk µ = 0.35

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah

keras

Rµ = Faktor koreksi angka poison

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

Page 15: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi dan ekonomi saat ini mengiringi kemajuan

pembangunan. Ketersediaan akan sarana infrastuktur yang ada di Indonesia sekarang

ini semakin meningkat. Hal tersebut seiring dengan berjalannya waktu dan zaman

yang semakin maju dan kebutuhan masyarakat yang semakin meningkat serta

berkembang pesat. Dengan adanya pengadaan infrastuktur tersebut dapat menunjang

kehidupan Negara Indonesia lebih maju dibandingkan dengan sebelumnya. Jalan tol

juga merupakan salah satu alternatif yang digunakan untuk mengatasi kemacetan

yang semakin meningkat di Indonesia.

Demi mengembangkan perekonomian di wilayah Sumatera Utara, khususnya

Medan dan sekitarnya. Pemerintah pusat terus berupaya menyediakan infrastruktur

untuk mendukung pusat perekonomian Sumatera Utara antara lain, Bandara

Internasional Kualanamu dan Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi.

Pembangunan jalan tol Trans-Sumatera dengan ruas Medan – Kualanmu – Tebing

Tinggi sepanjang 61,72 kilometer ini terbagi menjadi tujuh seksi. Seksi 1 sampai

seksi 6 sepanjang 52,85 kilometer yang terbentang dari Tanjung Morawa hingga Sei

Rampah. Sedangkan seksi 7 terbentang dari Sei Rampah hingga Tebing Tinggi.

Dalam perencanaan suatu jembatan terdapat 2 bagian yaitu struktur atas dan

struktur bawah. Pondasi merupakan salah satu struktur bangunan yang terletak pada

bagian paling bawah bangunan. Keberadaan pondasi tidak dapat dipisahkan dari

struktur bangunan karena pondasi berfungsi untuk meneruskan gaya-gaya atau

beban yang bekerja pada struktur atas ke tanah dasar yang cukup keras. Pemilihan

pondasi serta perencanaan pondasi harus dilakukan secara benar. Maka pada

saat perencanaan pondasi para perencana harus menganalisa daya dukung tanah

dimana pondasi akan dibangun karena pada saat pondasi diberi beban dan besar

beban tersebut diteruskan pondasi ke tanah tidak boleh melampaui kekuatan

tanah tersebut. Perencanaan dan pemilihan pondasi yang salah akan

mengakibatkan bangunan tersebut tidak awet bahkan mengalami keruntuhan

(failure).

Page 16: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

2

Pondasi tiang bor sebagai pilihan jenis pondasi yang digunakan dalam

pembangunan Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebinggi Tinggi ini menjadi pilihan

yang tepat karena direncanakan sesuai dengan fungsi pembangunan transportasi

untuk kepentingan umum dalam masa layan yang cukup lama sehingga penting

diketahui dan dibahas hal-hal apa saja yang menyangkut daya dukung dan

penurunannya, agar dapat dipertimbangkan nilai kegunaanya berdasarkan faktor

keamanannya.

Adapun lapisan tanah mengalami pembebanan akibat beban di atasnya, maka

tanah di bawah beban yang bekerja tersebut akan mengalami kenaikan tegangan,

akses dari kenaikan tegangan ini adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar

(settlement). Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah,

relokasi partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai berkurangnya

volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya penurunan tanah. Pada

umumnya tanah dalam bidang geotek, dibagi menjadi 2 jenis, yaitu tanah berbutir

dan tanah kohesif. Pada tanah berbutir (pasir/sand), air pori dapat mengalir keluar

struktur tanah dengan mudah, karena tanah berbutir memiliki permeabilitas yang

tinggi. Sedangkan pada tanah kohesif (clay), air pori memerlukan waktu yang lama

untuk mengalir keluar seluruhnya. Hal ini disebabkan karena tanah kohesif

memiliki permeabilitas yang rendah.

Dan ada 2 hal penting yang perlu diperhatikan dalam penurunan konsolidasi ini,

yaitu: 1. Besarnya penurunan yang terjadi, 2. Kecepatan penurunan yang terjadi

(Das, 1995).

Perkembangan perangkat keras komputer mengalami perkembangan yang

sangat berarti beberapa tahun ini.

Dalam dunia teknik sipil sendiri, khususnya geoteknik, dikenal program

perhitungan Soil yaitu Plaxis. Plaxis adalah program elemen hingga untuk aplikasi

geoteknik dimana digunakan model-model tanah untuk melakukan simulasi

terhadap prilaku dari tanah. Program ini sangat membantu proses perhitungan

parameter tanah, pemadatan tanah, lendutan dan lainnya pada proses perhitungan

tiang bor atau tiang pancang. Berdasarkan latar belakang tersebut, maka penulis

tertarik untuk meneliti studi kasus di pembangunan Jalan tol Medan – Kualanamu

– Tebing Tinggi seksi 6 (Sei Rampah) Medan Sumatra Utara.

Page 17: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

3

1.2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana hasil perbandingan daya dukung tiang tunggal pada 3 titik yang

berbeda dengan metode analitis dan elemen hingga dengan data parameter

tanah (SPT)?

2. Berapa besarkah penurunan yang terjadi pada pondasi Bored Pile pada 3 titik

yang berbeda?

3. Bagaimana hasil perbandingan penurunan pondasi Bored Pile dengan metode

analitis, metode elemen hingga dan penurunan Loading Test?

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:

1. Untuk menghitung perbandingan daya dukung tiang tunggal pada 3 titik

yang berbeda dengan data parameter tanah (SPT).

2. Untuk menghitung penurunan yang terjadi pada pondasi Bored Pile pada 3

titik yang berbeda.

3. Untuk membandingkan hasil penurunan dengan metode analitis, elemen

hingga dan penurunan Loading Test.

1.4. Ruang Lingkup Pembahasan

Pada pembangunan proyek Jalan Tol Medan - Kualanamu - Tebing Tinggi,

terdapat banyak permasalahan yang dapat ditinjau dan dibahas, maka didalam

laporan ini sangatlah perlu kiranya diadakan suatu pembatasan masalah, yang

bertujuan menghindari kekaburan serta penyimpangan dari masalah yang

dikemukakan sehingga semuanya yang dipaparkan tidak menyimpang dari tujuan

semula. Walaupun demikian, hal ini tidaklah berarti akan memperkecil arti dari

pokok-pokok masalah yang dibahas disini, melainkan hanya karena keterbatasan

belaka. Namun dalam penulisan laporan ini permasalahan yang ditinjau hanya

dibatasi pada:

1. Hanya meninjau gaya vertikal, tidak meninjau akibat gaya horizontal (gaya

lateral).

Page 18: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

4

2. Hanya meninjau perencanaan tiang tunggal, tidak meninjau tiang grup (pile

cap).

3. Hanya meninjau pada titik BH-1, BH-2 dan BH-3 pada lokasi jembatan

simpang susun Sei Rampah.

4. Data tanah yang digunakan data parameter tanah (hanya data Standard

Penetrarion test).

5. Untuk mengetahui kurva/grafik perbandingan penurunan digunakan

pemodelan Mohr-Coulomb pada program komputer (Plaxis).

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini memberikan manfaat terhadap ilmu pengetahuan khususnya

dalam bidang teknik sipil.

2. Sebagai bahan referensi bagi siapa saja yang membacanya khususnya bagi para

peneliti yang menghadapi masalah yang sama.

3. Dapat diperoleh gambaran analisis pengeboran tiang pada pembangunan Jalan

Tol Medan Kualanamu Tebing Tinggi Seksi 6 (Sei Rampah).

1.5.2. Manfaat Praktis

Dari hasil penelitian ini secara praktis dapat menyumbangkan pikiran dalam

pemecahan masalah yang berkaitan dengan bangunan struktur bawah menggunakan

tiang bor (Bored Pile).

1.6. Sistematika Penulisan

Rencana sistematika penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5 ( lima ) bab,

yang diuraikan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Menguraikan hal-hal umum yang mengenai tugas akhir seperti latar belakang,

rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode

penelitian, dan sistematika penulisan.

Page 19: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi dasar teori, rumusan, dan segala sesuatu yang digunakan untuk

menyelesaikan tugas akhir ini, yang diperoleh dari buku literatur, tulisan ilmiah,

website, dan hasil penulisan sebelumnya.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini menjelskan rencana atau prosedur yang dilakukan penulis untuk

memperoleh jawaban yang sesuai dengan kasus permasalahan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang uraian perhitungan daya dukung dan penurunan tiang

tunggal.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan sesuai dengan analisis terhadap penelitian danbeberapa saran untuk mengembangkan lebih lanjut dan lebih baik dimasa yangakan datang.

Page 20: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanah

Dalam pandangan Teknik Sipil tanah adalah himpunan mineral, bahan

organik dan endapan-endapan yang relatif lepas (loose), yang terletak diatas

batuan dasar (bedrock). Ikatan antara butiran yang relatif lemah dapat dise

babkan oleh karbonat, zat organik, atau oksida-oksida yang mengendap-

ngendap diantara partikel-partikel. Ruang diantara partikel-partikel dapat berisi

air, udara, ataupun keduanya (Hardiyatmo, 2002).

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai

material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak

tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik

yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas

yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut

(Das, 1995).

Dalam bukunya Das (1995) menjelaskan ukuran dari partikel tanah adalah

sangat beragam dengan variasi yang cukup besar, tanah umumnya dapat disebut

sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (slit), atau lempung (clay),

tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pacta tanah tersebut.

Untuk menerangkan tentang tanah berdasarkan ukuran-ukuran partikelnya,

beberapa organisasi telah mengembangkan batasan-batasan ukuran golongan

jenis tanah (soil-separate-size limits).

Pada Tabel 2.1 diperlihatkan batasan-batasan ukuran golongan jenis tanah

yang telah dikembangkan oleh Massachussetts Institute of Technology (MIT),

U.S.Department of Agriculture (USDA), American Association of State Highway

and Transportation Officials (AASHTO) dan oleh U. S. Army Corps of Engineers

dan U. S. Bureau of Reclamation yang kemudian menghasilkan apa yang disebut

sebagai Unified Soil Classification System ( USCS). Pada Tabel tersebut, sistem

MIT diberikan hanya untuk keterangan tambahan saja. Sistem MIT ini penting

artinya dalam sejarah perkembangan sistem batasan ukuran golongan jenis tanah

(Tabel 2.1). Pada saat sekarang, sistem Unified (USCS) telah diterima di seluruh

Page 21: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

7

dunia. Sistem ini sekarang telah dipakai pula oleh American Society of Testing

and Materials (ASTM). Gambar 2.1 menunjukkan batasan-batasan ukuran dalam

bentuk grafik.

Tabel 2.1: Batasan-batasan ukuran golongan tanah (Das, 1995).

Nama golongan Ukuran Butiran (mm)

Kerikir Pasir Lanau LempungMassachusetts Instituteof Technology (MJT) >2 2 – 0,06 0,06 – 0,002 <0,002

U.S. [Department ofAgriculture (USDA) >2 2 – 0,05 0,05 – 0,002 <0,002

American Associationof State Highway andTransportationOfficials (AASHTO)

76,2 – 2 2 – 0,075 0.075 –0,002 <0,002

Unified SoilClassification System(U.S. Army Corps ofEngineers, U. S.Bureauof Reclamation)

76,2 –4,74 4,75 – 0,075 Halus (Yaitu lanau dan

lempung) <0,0075

2.1.1. Properties Tanah

Tanah merupakan dasar sebuah konstruksi yang berperan sebagai pendukung

pondasi pada sebuah kontruksi bangunan. Dalam hal ini diperlukannya tanah

dalam kondisi kuat menahan beban di atasnya dan menyebarkannya merata.

Dengan fungsi utama tersebut diperlukan suatu rekayasa perkuatan terhadap

kondisi tanah yang ada, sehingga dihasilkan suatu nilai lebih baik secara kekuatan

maupun struktural untuk meninjau stabilitasnya terhadap pembebanan.

Adapun pengukuran parameter tanah dapat dilakukan pengujian laboratorium

melalui pengukuran-pengukuran mekanika tanah. Hasil dari nilai propertis tanah

itulah yang menjadi masukan untuk pengukuran dan analisa selanjutnya.

Page 22: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

8

2.1.2. Komposisi Tanah

Tanah terdiri dari tiga fase elemen yaitu: butiran padat (solid), air dan udara.

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.1.

Gambar 2.1: Elemen-elemen tanah (Das, 1995).

Hubungan volume yang umum dipakai untuk suatu elemen tanah adalah

angka pori (void ratio), porositas (porosity), dan derajat kejenuhan (degree of

saturation).

1. Angka Pori

Angka pori menunjukkan seberapa besar ruang kosong yang disebut pori-

pori tanah terhadap ruang padat. Pori-pori inilah yang nanti akan terisi air

atau butiran tanah yang lebih kecil. Nilai ini merupakan perbandingan

antara volume pori (VV) dan volume butiran padat (VS ) yang disebut

angka pori (e).

2. Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori dan volume

tanah total. Porositas (n) ini menunjukkan seberapa besar volume pori

yang ada yang dapat diukur dalam prosentase.

3. Derajat Kejenuhan

Derajat kejenuhan (S) adalah perbandingan antara perbandingan volume

air dengan volume pori.

Page 23: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

9

4. Kadar Air

Kadar air atau water content (w) didefinisikan sebagai perbandingan

antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki.

Pemeriksaan kadar air dapat dilakukan dengan pengujian soil test di

laboratorium, begitu juga untuk mengukur angka pori, porositas, derajat

kejenuhan dan berat jenis tanah.

2.1.3. Batas Konsistensi Tanah

Atterberg adalah seorang ilmuwan dari Swedia yang berhasil

mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir

halus pada kadar air yang bervariasi, sehingga batas konsistensi tanah disebut

Atterberg Limits. Kegunaan batas atterberg dalam perencanaan adalah

memberikan gambaran secara garis besar akan sifat-sifat tanah yang

bersangkutan. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan

menjadi sangat lembek. Tanah yang batas cairnya tinggi biasanya mempunyai

sifat teknik yang buruk yaitu kekuatannya rendah, sedangkan compressiblitynya

tinggi sehingga sulit dalam hal pemadatanya. Batas-batas konsistensi tanah dapat

dilihat pada Gambar 2.2:

Gambar 2.2: Wujud fisik tanah pada konsistensi tertentu.

Batas antara fase-fase tanah seperti di atas disebut Batas-batas Konsistensi/

batas-batas Atterberg. Batas-batas kadar air tersebut adalah:

1. Batas cair (Liquid Limit) = LL adalah kadar air pada perbatasan dari fase

tanah antara keadaan plastis – cair.

Page 24: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

10

2. Batas Plastis (Plastic Limit) = PL merupakan kadar air minimum dimana

tanah masih dalam keadaan plastis.

3. Batas Susut (Shrinkage Limit) = SL adalah batas kadar air dimana tanah tidak

kenyang air lagi.

4. Indeks Plastisitas = Plastisitas Index = PI adalah interval kadar air dimana

tanah dalam keadaan plastis.

Plastisitas Indeks (PI) menunjukkan tingkat keplastisan tanah. Apabila nilai

Indeks Plastisitas tinggi, maka tanah banyak mengandung butiran lempung.

Klasifikasi jenis tanah menurut Atterberg berdasarkan nilai Indeks Plastisitas

dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2: Hubungan nilai Indeks Plastisitas dengan jenis tanah menurut Atterberg(Indrastono, 1995).

IP Jenis Tanah Plastisitas Kohesi

0 Pasir Non plastis Non kohesif

< 7 Lanau Rendah Agak kohesif

7-17 Lempung berlanau Sedang Kohesif

>7 Lempung murni Tinggi Kohesif

2.2. Penyelidikan Lapangan

Dalam merencanakan sebuah pondasi sangatlah penting untuk mengetahui

jenis, sifat terlebih karakteristik tanah tersebut. Juga apakah tanah tersebut dapat

menahan beban yang ada diatasnya maupun dari pengaruh gaya vertical ataupun

horizontal. Untuk mengetahui tentang jenis tanah tesebut dilakukan test

laboratorium dan tanahnya diambil dari berbagai lapisan maupun juga

pengamatan langsung dilapangan.

Dalam penulisan tugas akhir Hardianty (2016) menjelaskan tujuan dari

penyelidikan tanah ini yakni:

1. Untuk menentukan kondisi alamiah dan lapisan – lapisan tanah pada lokasi

yang akan ditinjau.

Page 25: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

11

2. Untuk mendapatkan sampel tanah asli atau tidak terganggu (undisturbed) dan

tidak asli atau terganggu (disturbed) untuk mengidentifikasi tanah tersebut

secara visual dan untuk keperluan pengujian di laboratorium.

3. Untuk menentukan kedalaman tanah keras.

4. Untuk mengetahui kedalaman muka air tanah di lokasi proyek.

5. Untuk mengetahui jenis tanah pada setiap kedalaman tertentu yang diperoleh

dari hasil Standart Penetration Test (SPT).

6. Mempelajari kemungkinan timbulnya masalah perilaku bangunan yang sudah

ada di sekitar lokasi pembangunan tersebut.

Penyelidikan tanah (soil investigation) dibagi menjadi dua jenis yaitu:

1. Penyelidikan Lapangan

Jenis penyelidikan di lapangan seperti pengeboran (hand boring ataupun

machine boring), Cone Penetrometer Test (Sondir), Standard Penetration

Test (SPT), Sand Cone Test dan Dynamic Cone Penetrometer.

2. Penyelidikan Laboratorium

Sifat-sifat fisik tanah dapat dipelajari dari hasil uji Laboratorium pada sampel

tanah yang diambil dari pengeboran. Hasil yang diperoleh dapat digunakan

untuk menghitung kapasitas daya dukung ultimit dan penurunan. Jenis

penyelidikan di laboratorium terdiri dari uji indexproperties tanah (Atterberg

Limit, Water Content, Spesific Gravity, Sieve Analysis) dan engineering

properties tanah (Direct Shear Test, Triaxial Test, Consolidation Test,

Permeability Test, Compaction Test, dan CBR).

Dari hasil penyelidikan tanah diperoleh contoh tanah (soil sampling) yang

dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

1. Contoh tanah tidak terganggu (undisturbed soil)

Suatu contoh tanah dikatakan tidak terganggu apabila contoh tanah itu

dianggap masih menunjukkan sifat-sifat asli tanah tersebut. Sifat asli yang

dimaksud adalah contoh tanah tersebut tidak mengalami perubahan pada

strukturnya, kadar air, atau susunan kimianya. Contoh tanah seperti ini

tidaklah mungkin bisa didapatkan, akan tetapi dengan menggunakan teknik-

teknik pelaksanaan yang baik, maka kerusakan-kerusakan pada contoh tanah

Page 26: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

12

tersebut dapat diminimalisir. Undisturbed soil digunakan untuk percobaan

engineering properties.

2. Contoh tanah terganggu (disturbed soil)

Contoh tanah terganggu adalah contoh tanah yang diambil tanpa adanya

usaha-usaha tertentu untuk melindungi struktur asli tanah tersebut. Disturbed

soil digunakan untuk percobaan uji index properties tanah.

2.2.1. Uji Standart Penetration Test (SPT)

Tujuan Pengujian Penetrasi Standar yaitu untuk menentukan kepadatan relatif

dan sudut geser lapisan tanah tersebut dari pengambilan contoh tanah dengan

tabung, dapat diketahui jenis tanah dan ketebalan dari setiap lapisan tanah

tersebut, untuk memperoleh data yang komulatif pada perlawanan penetrasi tanah

dan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasanya sulit

diambil sampelnya.

Pengujian Penetrasi Standar (SPT) adalah suatu metode uji yang dilaksanakan

bersamaan dengan pengeboran untuk mengetahui, baik perlawanan dinamik tanah

maupun pengambilan contoh terganggu dengan teknik penumbukan. Uji SPT

terdiri atas uji pemukulan tabung belah dinding tebal ke dalam tanah, disertai

pengukuran jumlah pukulan untuk memasukkan tabung belah sedalam 300 mm

vertikal. Dalam sistem beban jatuh ini digunakan palu dengan berat 63,5 kg, yang

dijatuhkan secara berulang dengan tinggi jatuh 0,76 m. Pelaksanaan pengujian

dibagi dalam tiga tahap, yaitu berturut-turut setebal 150 mm untuk masing-masing

tahap (SNI 4153, 2008).

A. Persiapan Pengujian

Lakukan persiapan pengujian SPT di lapangan dengan tahapan sebagai

berikut (Gambar 2.3):

a. Pasang blok penahan (knocking block) pada pipa bor.

b. Beri tanda pada ketinggian sekitar 75 cm pada pipa bor yang berada di atas

penahan.

c. Bersihkan lubang bor pada kedalaman yang akan dilakukan pengujian dari

bekas-bekas pengeboran.

d. Pasang split barrel sampler pada pipa bor, dan pada ujung lainnya

Page 27: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

13

disambungkandengan pipa bor yang telah dipasangi blok penahan.

e. Masukkan peralatan uji SPT ke dalam dasar lubang bor atau sampai

kedalaman pengujian yang diinginkan.

f. Beri tanda pada batang bor mulai dari muka tanah sampai ketinggian 15

cm, 30 cm dan 45 cm.

Gambar 2.3: Pengujian penetrasi standar (SPT) (SNI 4153, 2008).

B. Prosedur Pengujian

Lakukan pengujian dengan tahapan sebagai berikut (Gambar 2.4):

a. Lakukan pengujian pada setiap perubahan lapisan tanah atau pada interval

sekitar 1,50 m s.d 2,00 m atau sesuai keperluan.

b. Tarik tali pengikat palu (hammer) sampai pada tanda yang telah dibuat

sebelumnya (kira-kira 75 cm).

c. Lepaskan tali sehingga palu jatuh bebas menimpa penahan, ulangi 2) dan

3) berkali-kali sampai mencapai penetrasi 15 cm.

d. Hitung jumlah pukulan atau tumbukan N pada penetrasi 15 cm yang

Page 28: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

14

pertama.

e. Ulangi 2), 3), 4) dan 5) sampai pada penetrasi 15 cm yang ke-dua dan ke-

tiga.

f. Catat jumlah pukulan N pada setiap penetrasi 15 cm:

· 15 cm pertama dicatat N1

· 15 cm ke-dua dicatat N2

· 15 cm ke-tiga dicatat N3

· Jumlah pukulan yang dihitung adalah N2 + N3. Nilai N1 tidak

diperhitungkan karena masih kotor bekas pengeboran.

g. Bila nilai N lebih besar daripada 50 pukulan, hentikan pengujian dan

tambah pengujian sampai minimum 6 meter.

h. Catat jumlah pukulan pada setiap penetrasi 5 cm untuk jenis tanah batuan.

Gambar 2.4: Skema urutan pengujian penetrasi standar (SPT), (SNI 4153,2008).

Page 29: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

15

2.3. Pengujian Laboratorium

Dengan uji laboraturium, parameter kuat geser tanah pasir (φ) maupun

lempung (c) dapat disesuaikan atau disimulasikan dengan kondisi pekerjaan di

lapangan.

2.3.1. Parameter Tanah

Parameter tanah adalah ukuran atau acuan untuk mengetahui atau menilai

hasil suatu proses perubahan yang terjadi dalam tanah baik dari sifat fisik dan

jenis tanah. Dengan mengenal dan mempelajari sifat-sifat tersebut, keputusan

yang diambil dalam perancangan akan lebih ekonomis. Karena sifat-sifat tersebut

maka penting dilakukan penyelidikan tanah (soil investigation).

Dari uji lapangan yang dilakukan kita bisa mendapatkan parameter-parameter

tanah yang dapat digunakan untuk analisis maupun desain. Data yang didapat dari

uji lapangan harus dievaluasi terlebih dahulu untuk memperoleh hasil interpretasi

yang baik. Interpretasi data geoteknik mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda-

beda tergantung pada uji yang dilakukan, kompleksitas material alami yang

terjadi, perubahan setempat dan asal-usul bahan.

A. Modulus Young (E)

Karena sulitnya pengambilan contoh asli di lapangan untuk tanah granuler

maka beberapa pengujian lapangan (in-situ-test) telah dikerjakan untuk

mengestimasi nilai modulus elastisitas tanah. Nilai perkiraan modulus

elastisitas dapat diperoleh dari pengujian SPT (Standart Penetration Test).

Selain itu modulus elastisitas tanah dapat juga di cari dengan pendekatan

terhadap jenis dan konsistensi tanah dengan N-SPT , seperti pada Tabel 2.3

dan Tabel 2.4.

Page 30: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

16

Tabel 2.3: Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada tanah lempung(Randolph,1978).

Subsurfacecondition

Penetrationresistancerange N

Ɛ50(%)

Poisson’sRatio (v)

Shearstrengh

Su(psf)

Young’sModulusRange Es

(psi)

ShearModulusRange G

(psi)

Very soft 2 0,020 0,5 250 170-340 60-110

Soft 2-4 0,020 0,5 375 260-520 80-170Stiff 8-15 0,010 0,45 1500 1040-2080 340-690

Very stiff 15-30 0,005 0,40 3000 2080-4160 690-1390

Hard 30 0,004 0,35 4000 2890-5780 960-1930

40 0,004 0,35 5000 3470-6940 1150-2310

60 0,0035 0,30 7000 4860-9720 1620-3420

80 0,0035 0,30 9000 6250-12500 2080-4160

100 0,003 0,25 11000 7640-15270 2540-5090

120 0,003 0,25 13000 9020-18050 3010-6020

Tabel 2.4: Korelasi N-SPT dengan modulus elastisitas pada tanah pasir(Schmertman,1970).

Subsurfacecondition

PenetrationResistancerange

(N)

FrictionAngle Ø

(deg)

PoissonRatio(v)

Conepenetration

qc=4N

RelatiefDensityDr(%)

Young’sModulusRange Es

(psi)

ShearModulusRange G

(psi)

Very loose 0-4 28 0,45 0-16 0-15 0-440 0-160

Losse 4-10 28-30 0,4 16-40 15-35 440-1100 160-390

Mediu m 10-30 30-36 0,35 40-120 35-65 1100-3300 390-1200

Dense 30-50 36-41 0,3 120-100 65-85 3300-55001200-1990

Verydense 50-100 41-45 0,2 200-400 85-100 5500-1000

1990-3900

Page 31: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

17

B. Poisson’s Ratio ( ')

Rasio poisson sering dianggap sebesar 0,2 – 0,4 dalam pekerjaan – pekerjaan

mekanika tanah. Nilai sebesar 0,5 biasanya dipakai untuk tanah jenuh dan

nilai 0 sering dipakai untuk tanah kering dan tanah lainnya untuk kemudahan

dalam perhitungan. Ini disebabkan nilai dari rasio poisson sukar diperoleh

untuk tanah. Sementara pada program plaxis khususnya model tanah

undrained '<0,5. Dalam Tabel 2.5 ditunjukkan hubungan antara jenis tanah,

konsistensi dengan poisson ratio.

Tabel 2.5: Hubungan Jenis Tanah, konsistensi dan poisson ratio ( ),(Hardiyatmo, 1994).

Soil Type Description ( ')

Clay

Soft 0.35-0.40

Medium 0.30-0.35

Stiff 0.20-0.30

Sand

Loose 0.15-0.25

Medium 0.25-0.30

Dense 0.25-0.35

C. Berat Jenis Tanah Kering (γdry)

Berat jenis tanah kering adalah perbandingan antara berat tanah kering

dengan satuan volume tanah.Berat jenis tanah kering dapat diperoleh dari data

Soil Test dan Direct Shear.

D. Berat Jenis Tanah Jenuh (γsat)

Berat jenis tanah jenuh adalah perbandingan antara berat tanah jenuh air

dengan satuan volume tanah jenuh.Di mana ruang porinya terisi penuh oleh

air. Pada Tabel 2.6 ditunjukkan hubungan antara jenis tanah, angka porie,

kadar air, konsistensi dengan berat isi tanah kering.

Page 32: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

18

Tabel 2.6: Hubungan antara jenis tanah, angka porie, kadar air, konsistensi denganberat isi tanah kering (Djatmiko, 1993).

Jenis TanahAngka

Porie

Kadar air

alami dalam

keadaan

jenuh %

Berat isi tanah

Kering

Lb/ft³ kN/m³

Pasir lepas seragam 0,80 30 92 14,50

Pasir padat seragam 0,45 16 116 18

Pasir kelanauan lepas

berbutir tajam/besudut0,65 25 102 16

Lempung kaku 0,60 21 108 17

Lempung lunak 0,90-1,40 30-50 73-93 11,50-14,50

Loess 0,90 25 86 13,50

Lempung organik lunak 2,50-3,20 90-120 38-51 6-8

Tanah glasial 0,30 10 134 21

E. Sudut Geser Dalam (ø)

Sudut geser dalam bersama dengan kohesi merupakan faktor dari kuat geser

tanah yang menentukan ketahanan tanah terhadap deformasi akibat tegangan

yang bekerja pada tanah. Deformasi dapat terjadi akibat adanya kombinasi

keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Nilai dari sudut

geser dalam didapat dari engineering properties tanah, yaitu dengan triaxial

test dan direct shear test. Hubungan kepadatan relatif, sudut geser tanah dan

nilai N dari pasir dapat dilihat pada Tabel 2.7.

Tabel 2.7: Hubungan dari, Ф dan N dari pasir (Sosrodarsono, 1983).

Nilai N Kepadatan Relative (Dr)

Sudut Geser Dalam

Menurut Peck Menurut Mayerhof

0 – 4 0,0 – 0,2 Sangat lepas < 28,5 < 30

4 – 10 0,2 – 0,4 Lepas 28,5 – 30 30 – 35

Page 33: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

19

Tabel 2.7: Lanjutan.

Nilai N Kepadatan Relative (Dr)

Sudut Geser Dalam

Menurut Peck Menurut Mayerhof

10 – 30 0,4 – 0,6 Sedang 30 – 36 35 – 40

30 – 50 0,6 – 0,8 Padat 36 – 41 40 – 45

> 50 0,8 – 1,0 Sangat padat < 41 > 45

F. Kohesi (c)

Kohesi merupakan gaya tarik menarik antar partikel tanah. Bersama dengan

sudut geser tanah, kohesi merupakan parameter kuat geser tanah yang

menentukan ketahanan tanah terhadap deformasi akibat tegangan yang

bekerja pada tanah. Deformasi dapat terjadi akibat adanya kombinasi keadaan

kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Nilai dari kohesi didapat dari

engineering properties, yaitu dengan triaxial test dan direct shear test. Selain

itu nilai berat jenis tanah kering (γdry) , berat jenis tanah jenuh (γsat), sudut

geser (ø) dan kohesi ( C ) dapat juga di peroleh dari program Allpile dengan

memasukkan nilai N-SPT.

G. Sudut Dilatasi (Ѱ)

Sudut dilatansi adalah sudut yang dibentuk bidang horizontal dengan arah

pengembangan butiran pada saat butiran menerima tegangan deviatorik.

Dilatansi merupakan fenomena yang terjadi pada pasir padat dan over-

consolidated clay dimana pada saat dibebani (mengalami gaya geser) struktur

tanah mengalami pengembangan volume (pertambahan volume) Tanah

lempung normal konsolidasi tidak memiliki sudut dilatansi, tetapi pada tanah

pasir, besar sudut ini tergantung pada kepadatan relatif (Dr) dan sudut geser

dalamnya yang dinyatakan dengan Pers tersebut.

Ѱ = Ø − 30˚ (2.1)

Page 34: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

20

H. Permeabilitas (k)

Permeabilitas adalah kecepatan masuknya air pada tanah dalam keadaan

jenuh. Penetapan permeabilitas dalam tanah baik vertial maupun horizontal

sangat penting peranannya dalam pengelolaan tanah dan air.

Ada empat macam pengujian untuk menentukan koefisien permeabilitas

dilaboratorium, yaitu:

1. Uji tinggi energi tetap (Constant – Head).

2. Uji tinggi energi turun (failing – Head).

3. Penentuan secara tidak langsung dari uji konsolidasi.

4. Penentuan secara tidak langsung dari uji kapiler horizontal.

Nilai koefisien permeabilitas tanah dapat ditentukan berdasarkan jenis tanah

tersebut seperti pada Tabel 2.8:

Tabel 2.8: Nilai koefisien permeabilitas tanah (Das,1995).

Jenis tanahK

cm/dtk ft/mnt

Kerikil bersih 1.0-100 2.0-200

Pasir kasar 1.0-0.01 2.0-0.02

Pasir halus 0.01-0.001 0.02-0.002

Lanau 0.001-0.00001 0.002-0.00002

Lepung < 0.000001 < 0.000002

2.4. Pondasi

Pondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur/bangunan (sub-

structure) yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur/bangunan

(upper-structure) ke lapisan tanah yang berada dibagian bawahnya tanpa

mengakibatkan keruntuhan geser dan penurunan (settlement) tanah/pondasi yang

berlebihan.

Page 35: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

21

Untuk tujuan itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin

kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban-beban berguna dan gaya-gaya

luar seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain-lain, dan tidak boleh terjadi

penurunan pondasi setempat ataupun penurunan pondasi yang merata lebih dari

batas tertentu.

Kegagalan fungsi pondasi dapat disebabkan karena ”base shear failure” atau

penurunan yang berlebihan, dan sebagai akibatnya dapat timbul kerusakan

struktural pada kerangka bangunan atau kerusakan lain seperti tembok retak,

lantai ubin pecah dan pintu jendela yang sukar dibuka.

Agar dapat dihindari kegagalan fungsi pondasi, maka pondasi bangunan harus

diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras/padat serta kuat mendukung

beban bangunan tanpa timbul penurunan yang berlebihan, dan untuk mengetahui

letak/kedalaman lapisan tanah padat dengan daya dukung yang cukup besar, maka

perlu dilakukan penyelidikan tanah.

Adapun pondasi dikelompokkan ke dalam dua bagian, yaitu:

1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)

Terletak pada kedalaman yang dangkal, umumnya kedalaman pondasi dangkal

lebih kecil dari panjang atau lebar pondasi. Pondasi dangkal dengan jenis

pondasi telapak, pondasi rakit, dan lain-lain. (Bowles, 1997).

2. Pondasi Dalam (Deep Foundation)

Merupakan pondasi yang dipergunakan untuk meneruskan beban ke lapisan

tanah yang mampu memikulnya dan letaknya cukup dalam. Pondasi dalam

dengan jenis pondasi bored pile, tiang pancang, dan lain-lain (Bowles, 1997).

Untuk lebih jelas mengenai jenis-jenis pondasi, dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Page 36: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

22

Gambar 2.5: Pengelompokan pondasi (Raphl, 1973).

Adapun sebuah pondasi harus mampu memenuhi beberapa persyaratan

stabilitas dan deformasi (Bowles, 1997), seperti:

1. Kedalaman harus memadai untuk menghindarkan pergerakan tanah lateral dari

bawah pondasi khusus untuk pondasi tapak dan pondasi rakit.

2. Kedalaman harus berada di bawah daerah perubahan volume musiman yang

disebabkan oleh pembekuan, pencairan, dan pertumbuhan tanaman.

3. Sistem harus aman terhadap penggulingan, rotasi, penggelinciran atau

pergeseran tanah.

4. Sistem harus aman terhadap korosi atau kerusakan yang disebabkan oleh bahan

berbahaya yang terdapat di dalam tanah.

5. Sistem harus cukup mampu beradaptasi terhadap beberapa perubahan geometri

konstruksi atau lapangan selama proses pelaksanaan dan mudah dimodifikasi

seandainya perubahan perlu dilakukan.

6. Metode pemasangan pondasi harus seekonomis mungkin.

PONDASI Pondasi Dalam

(Deep Foundation)Atau Pondasi tidak

Langsung

Pondasi Tiang(Pile Foundation)

1. Driving Pile2. Bor Pile3. Nama-nama khusus:

Delta Pile, Alpha Pile,Franki Pile, VibrexPile, Western BottomPile, WesternCompressed Pile, VibroPile

Daya DukungMengandalkanLuas telapak

Daya Dukungmengandalkan:

1. Ujung (point bearing)2. Gesekan (friction)3. Lekatan (adhesive)4. Kombinasi

Pondasi Sumuran(Well Foundation)Caisson Foundation1. Open Caisson2. Box Caisson3. Pneumatic Caisson

Daya Dukungmengandalkan:

1. Ujung (point bearing)2. Gesekan (friction)3. Lekatan (adhesive)4. Kombinasi

1. Pad Foundation2. Strip Foundation3. Raft Foundation4. Dll

Pondasi Dangkal(Shallow Foundation)

Atau Pondasi Langsung

Page 37: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

23

7. Pergerakan tanah keseluruhan (umumnya penurunan) dan pergerakan

diferensial harus dapat ditolerir oleh elemen pondasi dan elemen bangunan

atas.

8. Pondasi dan konstruksinya harus memenuhi syarat standar untuk perlindungan

lingkungan.

2.5.1. Pondasi Tiang

Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya

vertikal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat

menjadi suatu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang

terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi. Pondasi tiang digunakan

untuk suatu bangunan yang tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak

mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul beban

berat bangunan dan beban yang diterimanya atau apabila tanah pendukung yang

mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam. Pondasi tiang ini

berfungsi untuk menyalurkan beban–beban yang diterimanya dari konstruksi di

atasnya ke lapisan tanah dalam yang mampu memikul berat bangun tersebut.

Teknik pemasangan pondasi tiang ini dapat dilakukan dengan pemancangan

tiang baja/beton pracetak atau dengan membuat tiang beton bertulang yang

langsung dicor di tempat (cast in place), yang sebelumnya telah dibuatkan lubang

terlebih dahulu, pondasi ini disebut dengan pondasi bore pile. Pada umumnya

pondasi tiang ditempatkan tegak lurus (vertikal) di dalam tanah, tetapi apabila

diperlukan dapat dibuat miring agar dapat menahan gaya–gaya horizontal. Sudut

kemiringan yang dicapai tergantung dari alat yang digunakan serta disesuaikan

dengan perencanaan.

Adapun pondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud, antara lain:

A. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak

ke tanah pendukung yang kuat.

B. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman

tertentu sehingga pondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang

cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan

tanah disekitarnya.

Page 38: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

24

C. Untuk mengangket bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat

tekanan hidrostatis atau momen penggulingan.

D. Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring.

E. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut

bertambah.

F. Mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah tergerus air.

2.5.2. Penggolongan Pondasi Tiang

Adapun Pondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori, sebagai berikut:

A. Tiang perpindahan besar (Large Displacement Pile)

Tiang perpindahan besar, yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung

tertutup yang dipancang ke dalam tanah sehingga terjadi perpindahan volume

tanah yang relative besar. Termasuk dalam tiang perpindahan besar adalah

tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang),

tiang baja bulat (tertutup pada ujungnya).

B. Tiang perpindahan kecil (Small Displacement Pile)

Tiang perpindahan kecil, adalah sama seperti tiang kategori pertama hanya

volume tanah yang dipindahkan saat pemancangan relative kecil, contohnya:

tiang beton berlubang dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang

dengan ujung terbuka, tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, dan tiang

ulir.

C. Tiang tanpa perpindahan (Non Displacement Pile)

Tiang tanpa perpindahan, terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah

dengan cara menggali atau mengebor tanah. Termasuk dalam tiang tanpa

perpindahan adalah bore pile, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung

di dalam lubang hasil pengeboran tanah (pipa baja diletakkan di dalam lubang

dan dicor beton) (Hardiyatmo, 2002).

2.5. Pondasi Tiang Bor (Bored Pile)

Tiang bor dipasang ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih

dahulu, baru kemudian diisi tulangan dan dicor beton. Tiang bor biasanya dipakai

pada tanah yang stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk

Page 39: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

25

lubang yang stabil dengan alat bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi

dibutuhkan untuk menahan dinding lubang dan pipa ini ditarik ke atas pada waktu

pengecoran. Pada tanah yang keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat

dibesarkan untuk menambah tahanan dukung ujung tiang, adapun berbagai jenis

pondasi tiang bor dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6: Jenis-jenis tiang bor (Das, 1995).

Adapun beberapa alasan yang digunakan pada pondasi tiang bor (Bored pile)

dalam konstruksi, yaitu:

1. Tiang bor tunggal dapat digunakan pada tiang kelompok atau pile cap.

2. Kedalaman tiang dapat divariasikan.

3. Tiang bor dapat dikerjakan sebelum penyelesaian tahapan selanjutnya dalam

konstruksi.

4. Proses pengerjaan tiang bor dapat menghidari kerusakan bangunan yang ada

disekitarnya.

5. Pada pondasi tiang pancang, proses pemancangan pada tanah lempung akan

membuat tanah bergelombang dan menyebabkan tiang pancang sebelumnya

bergerak ke sampaing dan menimbulkan suara serta getaran. Hal ini tidak

terjadi pada konstruksi tiang bor.

Page 40: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

26

6. Karena dasar dari tiang bor dapat diperbesar, hal ini memberikan ketahanan

yang besar untuk daya dukung.

7. Pondasi tiang bor mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap beban lateral.

Adapun beberapa kelemahan dari pondasi tiang bor:

1. Keadaan cuaca yang buruk dapat mempersulit pengeboran dan pembetonan.

2. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa pasir

atau tanah kerikil.

3. Pengecoran beton sulit apabila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak

dapat dikontrol dengan baik.

4. Pembesaran ujung bawah tiang dapat dilakukan bila tanah berupa pasir.

5. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan tanah,

sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang bor.

6. Akan terjadi tanah runtuh (ground loss) jika tindakan pencegahan tidak

dilakukan.

7. Karena diameter tiang relatif besar dan memerlukan banyak beton, untuk

proyek pekerjaan kecil dapat mengakibatkan biaya yang melonjak.

8. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah

terpenuhi, terkadang terjadi tiang pendukung kurang sempurna karena adanya

lumpur yang tertimbun di dasar tiang.

Ada tiga metode pelaksanaan pondasi bored pile yaitu:

1. Metode Kering

2. Metode Basah, dan

3. Metode Casing

Dalam pembangunan jalan tol Medan – Kualanamu – Tebing Tinggi seksi 6

dalam pelaksaan pekerjaan pondasi bored pile menggunakan metode casing,

karena metode tersebut dapat digunakan disegala cuaca pada musim kemarau

ataupun musim hujan. Menggunakan metode casing meminimkan terjadinya

kelongsoran pada saat pekerjaan jika terjadinya musim hujan.

Page 41: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

27

2.6. Uji Pembebanan Statik (Static Loading Test)

1. Cara Uji Pembebanan Tiang

Dalam praktek biasanya dilakukan dua cara uji pembebanan tiang, yaitu:

1. Test Pile

1. Desain awal tiang dilakukan berdasarkan data penyelidikan tanah.

2. Uji pembebanan tiang dilakukan untuk desain akhir.

3. Uji pembebanan dilakukan hingga tiang mengalami keruntuhan.

2. Test On Working Pile

1. Dilakukan apabila sudah ada pengalaman desain sebelumnya.

2. Dilakukan secara acak terhadap pondasi tiang untuk mengetahui

kapasitas desain pondasi tiang.

2. Peralatan Pembebanan

1. Hydraulic Jack

2. Pressure Gauge

3. Reference Beam

4. Dial Gauge

3. Interprestasi Hasil Uji Pembebanan

Adapun metode yang digunakan untuk menginterprestasikan data hasil uji

pengujian adalah sebagai berikut:

1. Metode Mazurkiewicz (1972)

Prosedur untuk menentukan beban ultimit menggunakan metode ini adalah

sebagai berikut (Gambar 2.7):

1. Plot kurva beban–penurunan.

2. Pilih sejumlah penurunan dan gambarkan garis verikal yang memotong

kurva. Kemudian gambar garis horizontal dari titik perpotongan ini

pada kurva sampai memotong sumbu beban.

3. Dari perpotongan masing-masing kurva, gambar garis 45° sampai

memotong garis beban selanjutnya.

Page 42: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

28

4. Perpotongan ini jatuh kira-kira pada garis lurus. Titik yang didapat oleh

perpotongan dari perpanjangan garis ini pada sumbu vertikal beban

adalah beban ultimit

Gambar 2.7: Hubungan beban - penurunan Metode Mazurkiewicz (1972).

2. Metode Chin

Dasar dari teori ini, diantaranya sebagai berikut:

1. Kurva load-settlement digambar dalam kaitannya dengan S/Q, dimana:

S/Q = C1.S + C2 (2.2)

2. Kegagalan beban (Qf) atau beban terakhir (Qult) digambarkan sebagai:

Qult = 1/C1 (2.3)

Dimana :

S : settlement

Q : penambahan beban

C1 : kemiringan garis lurus

Prosedur untuk menentukan beban ultimit menggunakan metode ini adalah

sebagai berikut:

1. Plot kurva antara rasio beban terhadap penurunan (S/Q).

2. Diperoleh persamaan garis tersebut adalah S/Q = C1.S + C2.

3. C1 dihitung dari persamaan garis atau dari gradien/kemiringan.

Page 43: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

29

4. Beban ultimit adalah 1/C1. Metode ini biasanya menghasilkan beban

ultimit beban yang terlalu tinggi sehingga harus dikoreksi (1.2 – 1.4).

Gambar 2.8: Hubungan beban - penurunan Metode Chin.

3. Metode Davisson (1972)

Prosedur yang digunakan untuk mendapatkan beban runtuh (ultimit)

menurut metode ini adalah sebagai berikut (Gambar 2.9):

1. Gambarkan kurva beban – penurunan.

2. Tentukan penurunan elastic,

Δ = (Qva) L / AE (2.4)

dari tiang dimana Qav adalah beban yang digunakan, L adalah panjang

tiang, A adalah luas potongan melintang tiang dan E adalah modulus

elastisitas tiang.

3. Gambarkan sebuah garis OA berdasarkan persamaan diatas.

4. Gambarkan sebuah garis BC yang sejajar dengan OA pada jarak sejauh

x, dimana x adalah:

x = 0,15 + D / 120 (inchi) (2.5)

D = diameter tiang dalam satuan inchi

Page 44: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

30

5. Beban runtuh ditentukan dari perpotongan garis BC pada kurva beban -

penurunan.

Gambar 2.9: Hubungan beban - penurunan Metode Davisson (1972).

2.8. Kapasitas Daya Dukung

2.8.1. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek

Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 (dua)

macam (Hardiyatmo, 2002), yaitu:

1. Tiang dukung ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas

dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung

ujung berada dalam zona tanah yang lunak yang berada diatas tanah keras.

Tiang-tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain

yang dapat mendukung beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan

penurunan berlebihan. Kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan

dukung lapisan keras yang berada dibawah ujung tiang (Gambar 2.12a).

2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih

ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah

Page 45: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

31

disekitarnya.(Gambar 2.10b). Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi

lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

(a) (b)

Gambar 2.10: Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya(Hardiyatmo, 2002).

2.8.2. Dari Data Standard Penetratoin Test (SPT)

Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan

memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon kedalam tanah. Dengan

percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut geser tanah

(Ф) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N).

2.8.3. Dari Data Parameter Tanah (Laboratorium)

Adapun perkiraan kapasitas daya dukung pondasi tiang pada tanah kohesi dan

non kohesi didasarkan pada data uji laboratorium, O’Neill and Reese (1999)

mengusulkan persamaan untuk menghitung tahanan ujung tiang ditentukan

dengan perumusan sebagai berikut:

1. Kekuatan ujung tiang (end bearing) dan kekuatan lekatan (skin friction) pada

tanah kohesif (O’Neill and Reese, 1999) ditunjukkan dalan Pers. 2.6 dan 2.7.

Kekuatan ujung tiang:

q A . N . C (2.6)

Tahanan geser selimut tiang:

Page 46: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

32

q α . C . p .∆L (2.7)

Dimana:

p = Keliling

C = Kohesif lapisan tanah yang tidak teratur

α = Faktor adhesi

∆L = Kedalaman

Hubungan nilai pendekatan untuk mendapatkan nilai Cu berdasarkan nilai SPT

dapat dilihat pada Tabel 2.9.

Tabel 2.9: Parameter rencana tiang untuk tanah kohesip (BMS Panduanperencanaa Teknik Jembatan, 1992).

Kondisi Tanah Kohesip Kuat GeserUndrained rata-rata nominal, Cu

kPa

Koeffisienterganggu “fe”Konsistensi Nilai “N”

Sangatlembek

Hilang antarajari tangan 0 – 2 0 - 10 1.0

LembekMudah

dibentukdengan jari

2 – 4 10 - 25 1.0

TeguhDapat dibentukdengan jari dan

tekanan kuat4 – 8

25 – 45 1.0

45 - 50 1.0 – 0.95

KenyalTidak dapat

dibentukdengan jari

8 – 1550 - 60 0.95 – 0.860 – 80 0.8 – 0.6580 - 100 0.65 – 0.55

Sangatkenyal

Getas atautahan 15 - 30

100 – 120 0.55 – 0.45120 – 140 0.45 – 0.4140 – 160 0.4 – 0.36160 – 180 0.36 – 0.35180 – 200 0.35 – 0.34

Keras Keras >30 >200 0.34

Adapun Persamaan Untuk mencari nilai :

α = 0,55 → forCP ≤ 1,5

0,55 − 0,1 . − 1,5 → for 1,5 < ≤ 2,5 (2.8)

Luas selimut tiang:

p = π. d (2.9)

Page 47: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

33

Luas penampang tiang:

Ap = .π . D (2.10)

Gambar 2.11: Korelasi antara α dengan Cu pada tanah lempung (cohessionundrained).

2. Kekuatan ujung tiang (end bearing) dan kekuatan lekatan (skin friction) pada

tanah non kohesif (O’Neill and Reese, 1999) ditunjukkan dalan Pers. 2.12 dan

2.13.

Kekuatan ujung tiang:

q = q . a (2.11)

Adapun persamaan untuk mencari nilai :

q = 57,5 . Nspt (2.12)

Tahanan geser selimut tiang:

q = ∑ f . p . ∆L (2.13)

Adapun persamaan untuk mencari nilai

f = β . σ (2.14)

Dimana:

β = faktor adhesi

σ = tegangan

Page 48: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

34

Tabel 2.10: Parameter rencana tiang untuk tanah non kohesif.

Kondisi Tanah Bataskedalaman/diameter

tiangKonsistensi N-SPT Tiang

PancangTiangBor

TiangPancang

TiangBor

Lepas 0-10 6 0,8 0,3 60 25Sedang 10-30 8 1,0 0,5 100 60Padat 30-50 15 1,5 0,8 180 100

2.9. Faktor Keamanan

Daya dukung ijin pondasi tiang untuk beban aksial, Qa atau Qult, dengan

suatu faktor keamanan (FK) baik secara keseluruhan maupun secara terpisah

dengan menerapkan faktor keamanan pada daya dukung selimut tiang dan pada

tahanan ujungnya. Karena itu daya dukung ijin tiang dapat dinyatakan dalam Pers.

2.15 dan 2.16:

Qa = (2.15)

Qa = + (2.16)

Penentuan faktor keamanan tergantung pada beberapa faktor, antara lain adalah

sebagai berikut:

1. Jenis dan kepentingan struktur.

2. Variasi kondisi tanah.

3. Tingkat kehandalan penyelidikan geoteknik.

4. Ketersediaan data uji pembebanan didekat lokasi.

5. Tingkat pengawasan dan pengendalian mutu pekerjaan pondasi.

6. Probabilitas beban rencana yang akan terjadi sepanjang masa bangunan.

Untuk menentukan faktor keamanan dapat digunakan klasifikasi struktur

bangunan menurut Pugsley (1966) sebagai berikut:

1. Bangunan monumental, umumnya memiliki umur rencana melebihi 100 tahun,

seperti Tugu Monas, Monumen Garuda Wisnu Kencana, jembatan-jembatan

besar, dan lain-lain.

2. Bangunan permanen, umumnya adalah bangunan gedung, jembatan, jalan raya

dan jalan kereta api, dan memiliki umur rencana 50 tahun.

Page 49: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

35

3. Bangunan sementara, umur rencana bangunan kurang dari 25 tahun, bahkan

mungkin hanya beberapa saat saja selama masa konstruksi.

Faktor-faktor lain kemudian ditentukan berdasarkan tingkat pengendaliannya pada

saat konstruksi.

1. Pengendalian baik: kondisi tanah cukup homogen dan konstruksi didasarkan

pada program penyelidikan geoteknik yang tepat dan profesional, terdapat

informasi uji pembebanan di dekat lokasi proyek dan pengawasan konstruksi

dilaksanakan secara ketat (Tabel 2.11).

2. Pengendalian normal: Situasi yang paling umum, hampir serupa dengan

kondisi diatas, tetapi kondisi tanah bervariasi dan tidak tersedia data pengujian

tanah (Tabel 2.11).

3. Pengendalian kurang: Tidak ada uji pembebanan, kondisi tanah sulit dan

bervariasi, pengawasan pekerjaan kurang, tetapi pengujian geoteknik dilakukan

dengan baik (Tabel 2.11).

4. Pengendalian buruk: Kondisi tanah amat buruk dan sukar ditentukan,

penyelidikan geoteknik tidak memadai (Tabel 2.11).

Tabel 2.11: Faktor keamanan untuk pondasi tiang (Reese & O’Neil, 1989; Pugsley,1966).

Klasifikasi strukturbangunan

Bangunanmonumental

Bangunanpermanen

Bangunansementara

Probabilitas kegagalanyang dapat diterima

10-3 10-4 10-3

FK(Pengendalian baik)

2.3 2.0 1.4

FK(Pengendalian normal)

3.0 2.5 2.0

Klasifikasi strukturbangunan

Bangunanmonumental

Bangunanpermanen

Bangunansementara

FK(Pengendalian kurang)

3.5 2.8 2.3

FK(Pengendalian buruk)

4.0 3.4 2.8

Page 50: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

36

Untuk beban aksial tarik dianjurkan menggunakan faktor keamanan yang

lebih tinggi daripada kondisi beban aksial tekan karena keruntuhan akibat beban

tarik umumnya bersifat tiba-tiba. Karena itu dianjurkan untuk menggunakan

faktor keamanan sebesar 1.5 kali dari nilai yang diberikan dalam Tabel 2.11.

2.10. Penurunan Tiang Tunggal (Settlement)

Terdapat dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan, yaitu:

a. Besarnya penurunan yang akan terjadi.

b. Kecepatan penurunan.

Istilah penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik

tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan

yang tidak seragam lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan totalnya.

Selain dari kegagalan daya dukung (bearing capacity failure) tanah, setiap proses

penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan di dalam

tanah. Perubahan tegangan pasti akan disertai dengan perubahan bentuk,

umumnya ini yang menyebabkan penurunan pada pondasi.

Menurut Poulus dan Davis (1980), penurunan jangka panjang untuk pondasi

tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari tanah

relatif kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap

dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari kedua nya.

Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan Persamaan di

bawah ini:

a. Untuk tiang apung atau friksi

s = ..

(2.17)

Dimana:

I = I . R . R . R

b. Untuk tiang dukung ujung

s = ..

(2.18)

Dimana:

Page 51: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

37

I = I . R . R . R

Keterangan:

S = Besar penurunan yang terjadi

Q = Besar beban yang bekerja

D = Diameter tiang

Es = Modulus elastisitas tana disekitar tiang

Io = Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat

(incomressible) dalam massa semi tak terhingga

Rk = Faktor koreksi kemudahmampatan tiang untuk µ = 0.35

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada

tanah keras

Rµ = Faktor koreksi angka poison

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

H = Kedalaman

K adalah suatu ukuran kompressibilitas relatif dari tiang dan tanah yang

dinyatakan oleh Persamaan:

K = . (2.19)

Dimana RA dihitung dengan Pers.

R =. . ²

(2.20)

Keterangan:

K = faktor kekakuan tiang

EP = modulus elastisitas dari bahan tiang

Es = modulus elastisitas tanah di sekitar tiang

Eb = 10 Es = modulus elastisitas tanah di dasar tiang

Terzaghi menyarankan nilai μ = 0,3 untuk tanah pasir, μ= 0,4 sampai 0,43 untuk

tanah lempung. Umumnya banyak digunakan μ = 0,3 sampai 0,35 untuk tanah

pasir dan μ = 0,4 sampai 0,5 untuk tanah lempung. Sedangkan Io, Rk, Rh, Rμ, dan

Rb dapat dilihat pada Gambar 2.12, Gambar 2.13, Gambar 2.14, Gambar 2.15 dan

Gambar 2.16.

Page 52: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

38

Gambar 2.12: Faktor penurunan Io (Poulos dan Davis, 1980).

Gambar 2. 13: Koreksi kompresi Rk (Poulos dan Davis, 1980).

Page 53: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

39

Gambar 2.14: Koreksi kedalaman Rh (Poulus dan Davis, 1980).

Gambar 2.15: Koreksi angka Poisson, Rμ (Poulus dan Davis, 1980).

Page 54: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

40

Gambar 2.16: Koreksi kekakuan lapisan pendukung Rb (Poulos dan Davis, 1980).

Page 55: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

41

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Bagan Alir Penelitian

Tahapan perencanaan dapat disajikan secara sistematis dalam Gambar 3.1.

TIDAK

YA

Gambar 3.1: Diagram alir penelitian.

.

- Analisis DataParameter Tanah

Loading Test- Metode Davisson- Metode Mazurkiewicz- Metode Chin

Metode Elemen Hingga- Medel Mohr-Coulomb

(Menggunakan ProgramPlaxis)

Studi Pustaka

Mulai

Analisis Perbandingan

Hasil Perhitungan

Pengumpulan Data- Layout Perencanaan- Data Tanah lapangan- Data Tanah Laboratorium- Data Pembebanan

- Daya Dukung Tiang Tunggaldengan Metode Reese N O’Neil

- Penurunan Tiang Tunggal denganMetode Poulus N Davis

Kesimpulan

Selesai

Page 56: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

42

3.2. Data Umum Proyek

Data umum dari pembangunan Jalan Tol Medan – Kualanamu – Tebing

Tinggi Seksi 6, Sumatra Utara adalah sebagai berikut:

1. Nama Proyek : Pembangunan Jalan Tol MKTT Seksi 6

2. Lokasi Proyek : Sungai Rampah, Medan

3. Kontraktor Utama : PT. WASKITA KARYA (Persero)

4. Denah lokasi proyek dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2.Denah Lokasi Proyek Pembangunan Jalan Tol Medan KualanamuTebing Tinggi Seksi 6.

LOKASI PROYEK

Page 57: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

43

3.3. Lokasi Titik Pengeboran

Dari data yang diperoleh dari pihak kontraktor, penulis memilih 3 titik

pengeboran yaitu pada bagian jembatan simpang susun Sei Rampah Rampah

seperti diperlihatkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3: Lokasi titik pengeboran BH-1, BH-2 dan BH-3 simpang susunMKTT seksi 6 (Dokumentasi PT. Waskita Karya).

3.4. Pengumpulan Data

Data yang digunakan pada tugas akhir ini, keseluruhannya merupakan data

sekunder. Data sekunder dalam penelitian ini meliputi data hasil loading test , data

tanah yang merupakan hasil dari pengujian Standard Penetration Test (SPT) dan

data pengujian laboratorium.

3.5. Analisa Data Tanah

Data propertis material dalam penelitian ini adalah data sekunder yang

diperoleh dari pihak kontraktor yang menangani pekerjaan pembangunan Jalan

Tol Medan-Kualanamu-Tebing Tinggi (seksi 6). Data lapangan yang dimaksud

ialah data uji Standart Penetration Test (SPT) sedalam 30 m, data laboratorium

dan data hasil pengujian statik tekan (loading test) yang terletak dalam kawasan

pembangunan.

BH-1

BH-2BH-3

SIMPANGSUSUN

Page 58: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

45

Tabel 3.1: Data hasil pengeboran BH1 (lokasi Jembatan S.Susun Rampah).

Depth Jenis Tanah

Standart Penetration Test (SPT) N Value GraphNo of Blows

N Value0-15 15-30 30-45

0 - 0 0 0 02 Clay 1 2 1 34 Sand 1 1 2 36 Clay 2 1 3 48 Clay 3 2 2 4

10 Clay 5 3 4 712 Sand 6 4 5 914 Sand 7 10 11 2116 Sand 9 13 17 3018 Sand 12 17 24 4120 Sand 15 21 32 5322 Sand - - - 6024 Sand - - - 6026 Sand - - - 6028 Sand - - - 6030 Sand - - - 60

Tabel 3.2: Data hasil pengeboran BH2 (lokasi Jembatan S.Susun Rampah).

Depth Jenis Tanah

Standart Penetration Test (SPT) N Value GraphNo of Blows

N Value0-15 15-30 30-45

0 - 0 0 0 02 Clay 1 1 2 34 Sand 2 1 1 26 Clay 1 3 2 58 Clay 4 6 8 14

10 Clay 7 9 11 2012 Sand 14 20 21 4114 Sand - - - 6016 Sand - - - 6018 Sand - - - 6020 Sand - - - 6022 Sand - - - 6024 Sand - - - 6026 Sand - - - 6028 Sand - - - 6030 Sand - - - 60

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 1 02 03 04 05 06 0

024681012141618202224262830

0 1 02 03 04 05 06 0

Page 59: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

46

Tabel 3.3: Data hasil pengeboran BH3 (lokasi Jembatan S.Susun Rampah).

Depth JenisTanah

Standart Penetration Test (SPT) N Value GraphNo of Blows

N Value0-15 15-30 30-45

0 - 0 0 0 02 Clay 1 2 1 34 Sand 2 1 2 36 Sand 3 2 4 68 Clay 5 4 6 1010 Clay 6 5 7 1212 Clay 6 7 9 1614 Clay 9 10 12 2216 Clay 11 12 14 2618 Sand 13 14 16 3020 Sand 15 17 20 3722 Sand - - - 6024 Sand - - - 6026 Sand - - - 6028 Sand - - - 6030 Sand - - - 60

Dari ketiga tabel dan grafik di atas terlihat bahwa pada titik pengeboran BH-1

nilai N-SPT naik di kedalaman 8 m pada lapisan tanah pasir dan terus meningkat

pada kedalaman 22 m saat mencapai tanah keras hingga kedalaman 30 m.

Pada titik pengeboran BH-2 terlihat bahwa nilai N-SPT naik di kedalaman 4 m

pada lapisan tanah pasir dan mencapai tanah keras di kedalaman 14 m hingga

kedalaman 30 m, begitu juga dengan pengeboran pada titik BH-3 nilai N-SPT

naik pada kedalaman 6 m pada lapisan tanah pasir dan mencapai tanah keras

dikedalaman 22 m hingga kedalaman 30 m.

Setelah diketahui kondisi lapisan tanah dari ketiga titik pengeboran tersebut

struktur lapisan tanah pada lokasi titik BH-2 yang memiliki tekstur tanah yang

cukup baik.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 1 02 03 04 05 06 0

Page 60: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

47

3.6. Analisis Parameter Tanah

Struktur lapisan tanah pada lokasi penelitian berdasarkan data SPT terdiri

atas lapisan tanah lempung dan pasir. Setelah diketahui kondisi lapisan tanah,

kemudian dilakukan input parameter tanah untuk masing-masing lapisan

konsistensi tanah lempung ataupun berpasir. Model tanah yang digunakan pada

pemodelan ini adalah model Mohr Coloumb. Pada model ini diasumsikan perilaku

tanah bersifat plastis sempurna. Adapun parameter yang dibutuhkan dalam

pemodelan ini yaitu, Modulus Young E (stiffness modulus), Poisson’s ratio (υ),

sudut geser dalam (ø), kohesi (c), sudut dilantansi (Ψ) berat isi tanah (γ).

Parameter tanah dari hasil uji SPT dan laboratorium ini di ambil dari

penyelidikan tanah yang dilaksanakan oleh PT. Waskita Karya (persero). Karena

keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah pada lapisan tertentu ditentukan

berdasarkan korelasikan nilai N-SPT dan juga jenis tanah pada lapisan.

1. Untuk koefisien rembesan (kx, ky) diambil dari korelasi jenis tanah dan

koefisien rembesan.

2. Untuk modulus elastisitas (E) diambil dari nilai perkiraan modulus elastisitas

tanah dapat dilihat pada Tabel 2.3 dan 2.4, yaitu dengan cara

mengkorelasikan nilai SPT dan konsistensi jenis tanah terhadap modulus

elastisitas. Nilai modulus elastisitas di konversikan kedalam satuan kN/m2.

3. Untuk angka poisson (ߥ), diambil dari hubungan jenis tanah, konsistensi dan

poisson ratio (ߥ) yaitu pada Tabel 2.5.

4. Untuk sudut geser dalam (ø), berat isi tanah jenuh dan kohesi (c), diambil dari

bantuan nilai korelasi yang menurut Mayerhoff dari data N-SPT dapat dilihat

pada Tabel 2.7.

5. Sementara untuk ߛ saturated diperoleh dengan cara menambahkan γ

unsaturated sebesar 9,8 (berat isi air), pada Tabel 2.6.

6. Untuk nilai permeabilitas (݇), diambil dari hubungan jenis tanah, yaitu pada

Tabel 2.8, nilai permeabilitas di konversikan kedalam satuan m/hari.

Adapun tabel parameter tanah dapat di lihat pada Lampiran.

Page 61: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

48

3.7. Hasil Pengujian Pembebanan Statik (Static Loading Test)

Hasil dari pengujian pembebanan dan besarnya penurunan dapat dilihat pada

Tabel 3.4 dan Gambar 3.4 dalam bentuk kurva. Gambar 3.5 menunjukkan tahapan

pembebanan dan lama waktu pembebanan untuk 4 siklus, sedangkan Gambar 3.6

menunjukkan kurva penurunan tekan, penurunan elasrtis dan penurunan tekan

permanen pada 4 siklus pembebanan.

Tabel 3.4: Tabel rekapitulasi pembebanan pada pengujian static loading.

Siklus Beban Penurunan (mm)Ton %1 0 0 0

75 25% 0,835150 50% 1,6875 25% 1,35

2 0 0% 0,4875150 50% 1,165225 75% 3,1575300 100% 5,0575225 75% 4,9025150 50% 4,745

3 0 0% 2,865150 50% 4,1300 100% 5,2925375 125% 6,7525450 150% 8,72375 125% 8,575300 100% 8,4525150 50% 8,44

4 0 0% 5,7625150 50% 6,995300 100% 8,0325450 150% 9,3175525 175% 11,34600 200% 15,07450 150% 14,7475300 100% 14,17150 50% 12,88750 0% 6,86

Page 62: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

49

0

2

4

6

8

10

12

14

160 4 8 12 16 20 24 28 32

Sett

lem

ent (

mm

)

Time (Hour)

0

100

200

300

400

500

600

7000 4 8 12 16 20 24 28 32

Load

(Ton

)

Time (Hour)

Gambar 3.4: Grafik siklus penurunan dengan waktu.

Gambar 3.5: Grafik siklus pembebanan dengan waktu.

Page 63: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

50

Gambar 3.6: Kurva hubungan beban dan penurunan hasil uji beban statis.

Total pergeseran yang terjadi dari hasil pengujian static loading:

Beban rencana (100%) : 300 ton

- Total pergeseran tekan : 5.06 mm

- Pergeseran tekan elastis : 2.19 mm

- Pergeseran tekan permanen : 2.87 mm

Beban percobaan (200%) : 600 ton

- Total pergeseran tekan : 15.07 mm

- Pergeseran tekan elastis : 8.21 mm

- Pergeseran tekan permanen : 6.86 mm

3.8. Model Numerik dengan Program Analisis

Plaxis merupakan suatu aplikasi program komputer menggunakan

metoda elemen hingga (finite element) untuk menganalisa

deformasi dan stabilitas dalam permasalahan geoteknik. Plaxis ini

telah dikembangkan sejak tahun 1987 oleh Delft University, Belanda.

Program ini dapat menganalisis untuk perhitungan kondisi plane-strain

maupun axisymmeetric. Program ini merupakan program pendekatan prinsip

finite elemen method dalam analisia beberapa masalah yang komplek dibidang

0123456789

10111213141516

0 100 200 300 400 500 600 700

Sett

lem

ent(

mm

)

Load- ton

Load-Settlement Curve

Page 64: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

51

geoteknik. Konsep dasar program ini membagi elemen-elemen kecil tak terhingga

berbentuk beraturan (meshing). Pada titik sudut segitiga merupakan nilai

deformasi yang belum diketahui. Penelitian menggunakan program Plaxis untuk

mengetahui daya dukung pondasi dan penurunan yang terjadi akibat beban

bangunan di atasnya.

3.8.1. Plaxis Input

Plaxis input merupakan tahap awal untuk membuat dan memodifikasi model

geometri, mendefiniskan parameter model, menentukan kondisi batas (boundary

Condition), meshing model serta menentukan kondisi awal (initial condition) dari

model yang dibuat. Adapun langkah yang dilakukan pada tahap Plaxis input

dengan material model mohr coulomb adalah sebagai berikut:

1. Kondisi awal geometri tanah dan material dengan awal proses yaitu project

setting dan dimension setting.

2. Menentukan model struktur yang akan dilakukan analisis, model struktur

dibagi menjadi dua jenis yaitu plane strain dan axisymetry

3. Menentukan elemen-elemen jaringan segitiga tak berhingga dan tak beraturan

dalam beberapa titik nodal (node). PLAXIS memberikan dua pilihan yaitu 6

node dan 15 node.

4. Pembuatan model geometri konstruksi yang akan dilakukan analisis secara

numeris. Geometry line toolbar menggambarkan konstruksi dan bidang batas

pada draw area koordinat x dan y.

5. Menetapkan Boundary Condition sebagai batas yang diaplikasikan dalam

penelitian. Boundary Condition ini memegang peran penting dalam analisis,

karena sangat menentukan pola area deformasi dan tegangan regangan tanah

yang akan terjadi setelah beban bekerja.

6. Menetapkan boundary condition menjadi geometri terkekang (standard

fixities), pada kondisi ini sebagai batas perpindahan deformasi yang

terpengaruh beban secara horizontal (Ux) dan vertikal (Uy).

7. General material setting, Pada bagian ini perlu tipe material, berat volume

tanah (γsat dan γunsat) nilai permeabitias tanah (Kx dan Ky). parameter

setting nilai kekakuan bahan (E) dari hasil uji di laboratorium maupun

Page 65: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

52

menggunakan persamaan korelasi. Properties tanah seperti kohesi (c), sudut

gesek dalam (φ) dan sudut dilatansi (ψ). Interface setting struktur merupakan

interaksi struktur dengan tanah, pilih rigid interface jika keberadaan material

mempengaruhi kekuatan tanah.

8. Tahap tipe konstruksi, konstruksi yang digunakan dalam simulasi numerik

adalah model pelat (plate). Parameter input untuk pelat adalah nilai tipe

material normal stiffness (EA) yaitu nilai modulus elastisitas pelat dengan

luas pelat, flexural rigidly (EI) yaitu modulus elastisitas pelat dengan inersia

pelat, (w) adalah berat pelat dan (v) merupakan angka poisson rasio.

9. Menentukan beban luar (external load)

Besarnya beban luar diaplikasikan pada konstruksi dapat berupa beban

terbagi rata (distributed load) maupun beban titik (point loads).

10. Mesh Generation, Pada tahap ini konstruksi yang akan didiskritsasi atau

dibagi menjadi elemen-elemen segitiga yang lebih kecil, dan hasil geometri

berupa Meshing yang tidak teratur. Tingkat ketelitian dalam mendiskritisasi

(meshing) dapat dibagi menjadi beberapa pilihan antara lain very coarse,

coarse, medium fined, fine dan very fined.

Kondisi awal (initial condition ) merupakan tahap penentuan awal sebelum

dilakukan analisis. Kondisi ini dibagi menadi dua yaitu kondisi awal tekanan

air pori (initial water pressure) dan kondisi awal tegangan air pori (initial

stresses).

3.8.2. Plaxis Calculation

Plaxis calculation adalah tahap apakah model yang telah didefinisikan pada

Plaxis input siap untuk dianalisis.

3.8.3. Plaxis Output

Plaxis output merupakan pemaparan hasil analisis proses hitungan dari Plaxis

calculation yang terdiri dari geometry, deformation dan stresses. Output Plaxis

dapat ditampilkan dalam bentuk gambar, angka dan kurva.

Page 66: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

53

3.9. Lagkah-langkah Pemodelan Menggunakan Program Plaxis

Pada bagian ini dijelaskan tentang cara-cara yang dilakukan untuk

memodelkan suatu proyek ke dalam bentuk analisa yang bisa dihitung oleh

program komputer. Adapun langkah-langkah tersebut sebagai berikut:

1. Pemodelan Geometri

Pembuatan sebuah model elemen hingga dimulai dengan pembuatan geometrik

dari model, yang merupakan gambaran dari masalah yang ingin dianalisis.

Pada penelitian ini dimodelkan klaster sebagai kontur geometrik dengan

dimensi sebagai berikut; tinggi kontur geometrik adalah 2L dimana L

merupakan kedalaman tiang sebesar 15 m, sedangkan untuk lebar kontur

geometrik menggunakan aximetry 30 m (Gambar 3.7). Setelah pemodelan

klaster lapisan tanah, selanjutnya ialah pemodelan struktur tiang.

Gambar 3.7: Pemodelan geometri pada program analisis.

2. Kondisi Batas (Boundary Condition)

Saat memilih kondisi batas dari sub menu load atau dengan mengklik tombol

standar fixities pada toolbar, Plaxis secara otomatis akan menerapkan kondisi

batas umum pada model geometri. Plaxis kemudian akan membentuk jepit

penuh pada dasar geometri dan kondisi batas rol pada sisi vertical

௫ݑ) = 0; ௬ݑ = bebas). Jepit pada arah tertentu akan ditampilkan pada layar

Page 67: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

54

berupa dua garis paralel yang tegak lurus terhadap arah yang dijepit. Karena itu

rol akan berupa dua garis vertikal sejajar dan jepit penuh akan berupa dua

pasang garis vertikal sejajar yang bersilangan (crosshatched lines) (Gambar

3.8).

Gambar 3.8: Penetapan kondisi batas pada geometri.

3. Input Parameter Tanah

Analisis yang akan dilakukan didasarkan pada model material Mohr-Coulomb

yang merupakan pemodelan dengan kondisi elastis-plastis terdiri dari beberapa

parameter (Gambar 3.7) yakni Modulus Young (E) dan Poisson Rasio (υ),

kohesif (c), sudut gesek dalam (φ), sudut dilatansi (ψ), berat jenis kering

(γdry), berat jenis jenuh (γsat), dan juga permeabilitas (K).

Page 68: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

55

Gambar 3.9: Input parameter tanah dan pemodelan Mohr-coulomb.

4. Penyusunan Jaringan Elemen (Meshing)

Setelah model didefinisikan secara lengkap serta sifat material telah

diaplikasikan kesetiap lapisan, maka geometri harus disusun menjadi elemen-

elemen yang lebih kecil untuk melakukan hitungan elemen hingga. Komposisi

dari elemen-elemen tersebut sebagai jaring elemen hingga.

Penyusunan jaring elemen dalam program Plaxis dimulai dengan mengklik

tombol penyususnan jaring elemen pada toolbar atau dengan memilih Generate

dari sub menu Mesh. Penyusunan jaring elemen juga langsung dimulai setelah

opsi refine line dari sub menu mesh. Hasil dari proses meshing (diskritisasi)

model dalam Plaxis dapat dilihat pada Gambar 3.10.

Page 69: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

56

Gambar 3.10: Penyusunan jaringan meshing.

5. Kondisi Awal (Initial Condition)

Kondisi awal didefinisikan untuk menghitung tekanan air pori awal (initial

condition) dan tegangan awal (initial soil stress) seperti Gambar 3.11.

Gambar 3.11: Hasil perhitungan initial soil stresses.

Page 70: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

57

6. Kalkulasi

Setelah proses input, selanjutnya adalah proses kalkulasi dengan mengklik

tombol calculate untuk masuk ke dalam program calculation seperti pada

Gambar 3.12.

Gambar 3.12: Tahapan perhitungan.

Adapun gambaran umum mengenai tahapan perhitungan beban aksial pada

model geometri adalah sebagai berikut:

1. Tahapan awal yaitu mengaktifkan plate (tiang pondasi) pada model geometri.

2. Setelah tiang aktif kemudian tahapan pengaktifan beban struktur atas.

3. Tahap selanjutnya yaitu tahap Total Multipliers (pengalian jumlah beban).

4. Tahap akhir ialah tahap SF dengan memilih Phi/c reduction, dimana pada

tahapan ini dilakukan perhitungan faktor keamanan.

5. Kemudian mengaktifkan titik beban pada ujung tiang bagian atas lalu klik

update.

6. Kemudian klik calculate unttuk memulai proses kalkulasi.

Page 71: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

58

BAB 4

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Perhitungan Daya Dukung Menggunakan Data Parameter (SPT)

Menghitung kapasitas daya dukung dengan menggunakan data SPT dilakukan

per lapisan tanah serta perhitungannya menggunakan metode O’Neil & Reese.

Perhitungan ini menggunakan dua rumus yakni untuk jenis tanah non-kohesif

(pasir) dan jenis tanah kohesif (lempung).

4.1.1. Perhitungan Pada Titik BH-1

Diameter (D) = 100 cm = 1

Luas selimut tiang pondasi (p)

p = π . d

p = 1,0 × 3,14 = 3,14 m

Luas penampang tiang pondasi (Ap)

Ap = .π . D²

= × 3,14 × 1² = 0,785 m

Faktor keamanan (SF)

Ujung = 3

Geser = 2,5

Ø Daya dukung ujung tiang dan geser selimut tiang pada tanah kohesif

v Kedalaman 2 m

1. Daya dukung ujung tiang

Qb = Ap . Nc . Cu

Ap = 0,785

Nc = 8

Cu = 17,83

Qb = 0,785 × 8 × 17,83

= 111,97 kN

Page 72: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

59

2. Daya dukung geser selimut tiang

Qs = α . Cu . p .∆L

α = 0,55

Cu = 17,83

Qs = 0,55 × 17,83 × 3,14 × 2

= 61,61 kN

3. Daya dukung ultimate

Qult = Qb + Qs (komulatif)

= 111,97 + 61,61

= 173,6 kN = 17,4 ton

4. Daya dukung ijin

Qall =QbSF +

QsSF

=112,02

3 +61,612,5

= 65,3 kN = 6,5 ton

Ø Daya dukung ujung tiang dan geser selimut tiang pada tanah non kohesif

v Kedalaman 4 m

1. Daya dukung ujung tiang

Qb = q . a

q = 57,5 . N = 57,5 × 3 = 172,5

a = 0,785

Qb = 172,5 × 0,785

= 135,41 kN

2. Daya dukung geser selimut tiang

Qs = f . p .∆L

f = β .σ = 1,01 × 48 = 48,58

= 48,58 × 3,14 × 2

= 305,2 kN

Page 73: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

60

3. Daya dukung ultimate

Qult = Qb + Qs (komulatif)

= 135,48 + 366,82

= 502,30 kN = 50,2 ton

4. Daya dukung ijin

Qall =QbSF +

QsSF

=135,38

3 +366,82

2,5

= 176,4 kN = 17,6 ton

Untuk perhitungan lengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1: Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT pada titik BH-1.

Depth Nspt Cu NcSkin Friction (kN) End

BearingQult(ton)

Qall(ton)Local Cumm

0 02 3 17,83 0,55 - 8 61,61 61,61 111,97 17,4 6,54 3 - - 1,01 - 305,21 366,82 135,41 50,2 17,66 4 24,60 0,55 - 9 84,99 451,81 173,76 62,6 22,08 4 24,60 0,55 - 9 84,99 536,80 173,76 71,1 24,810 7 44,89 0,55 - 9 155,14 691,94 317,17 100,9 35,812 9 - - 0,65 - 790,17 1482,11 406,24 188,8 65,714 21 - - 0,59 - 840,92 2323,03 947,89 327,1 115,316 30 - - 0,52 - 869,19 3192,22 1354,13 454,6 160,618 41 - - 0,46 - 876,50 4068,72 1850,64 591,9 209,620 53 - - 0,41 - 863,46 4932,18 2392,29 732,4 260,122 60 - - 0,36 - 832,09 5764,27 2708,25 847,3 300,524 60 - - 0,30 - 781,88 6546,15 2708,25 925,4 326,526 60 - - 0,26 - 714,17 7260,32 2708,25 996,9 350,328 60 - - 0,25 - 753,98 8014,30 2708,25 1072,3 375,530 60 - - 0,25 - 810,53 8824,83 2708,25 1153,3 402,5

Adapun penjelasan mengenai tabel pada titik BH-1 dengan kedalaman 2 m untuk

jenis tanah lempung memiliki nilia NSPT 3 menghasilkan nilai daya dukung

ujung tiang sebesar 111,97 kN dan Qult sebesar 17,4 ton, sedangkan nilai Qall

(Qijin) yang sudah dibagi dengan angka keamanan untuk ujung 3 dan untuk geser

2,5 menghasilkan nilai sebesar 6,5 ton. Pada kedalaman 4 m untuk jenis tanah

pasir memiliki nilai NSPT 3 menghasilkan nilai daya dukung ujung tiang sebesar

Page 74: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

61

135,41 kN dan Qult sebesar 50,2 ton, sedangkan nilai Qall (Qijin) yang sudah

dibagi dengan angka keamanan untuk ujung 3 dan untuk geser 2,5 menghasilkan

nilai sebesar 17,6 ton.

4.1.2. Perhitungan Pada Titik BH-2

Diameter (D) = 100 cm = 1 m

Luas selimut tiang pondasi (p)

p = π . d

p = 1 × 3,1 = 3,14 m

Luas penampang tiang pondasi (Ap)Ap = .π . D²

= × 3,14 × 1² = 0,785 m

Faktor keamanan (SF)

Ujung = 3

Geser = 2,5

Ø Daya dukung ujung tiang dan geser selimut tiang pada tanah kohesif

v Kedalaman 8 m

1. Daya dukung ujung tiang

Qb = Ap . Nc . Cu

Ap = 0,785

Nc = 9

Cu = 92,26

Qb = 0,785 × 9 × 92,26

= 651,78 kN

2. Daya dukung geser selimut tiang

Qs = α . Cu . p .∆L

α = 0,55

Cu = 92,26

Qs = 0,55 × 92,26 × 3,14 × 2

= 318,81 kN

Page 75: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

62

3. Daya dukung ultimate

Qult = Qb + Qs (komulatif)

= 651,78 + 844,88

= 1496,7kN = 149,7 ton

4. Daya dukung ijin

Qall =QbSF +

QsSF

=651,78

3 +844,88

2,5

= 542,3 kN = 54,2 ton

Ø Daya dukung ujung tiang dan geser selimut tiang pada tanah non kohesif

v Kedalaman 4 m

1. Daya dukung ujung tiang

Qb = q . a

q = 57,5 . N = 57,5 × 3 = 172,5

a = 0,785

Qb = 172,5 × 0,785

= 135,41 kN

2. Daya dukung geser selimut tiang

Qs = f . p .∆L

f = β.σ = 1,01 × 56 = 56,67

= 56,67 × 3,14 × 2

= 356,08 kN

3. Daya dukung ultimate

Qult = Qb + Qs (komulatif)

= 135,48 + 417,69

= 553,17 kN = 55,3 ton

4. Daya dukung ijin

Qall =QbSF +

QsSF

Page 76: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

63

=135,48

3 +417,69

2,5

= 193,42 kN = 19,3 ton

Untuk perhitungan lengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2: Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT pada titik BH-2.

Depth Nspt Cu NcSkin Friction (kN) End

BearingQult(ton)

Qall(ton)Local Cumm

0 02 3 17,83 0,55 - 8 61,61 61,61 111,97 17,4 6,54 3 - - 1,01 - 356,08 417,69 135,413 55,3 19,36 5 31,36 0,55 - 9 108,38 526,07 221,57 74,8 26,48 14 92,26 0,55 - 9 318,81 844,88 651,78 149,7 54,210 20 132,85 0,55 - 9 459,10 1303,98 938,59 224,3 81,012 41 - - 0,65 - 823,10 2127,08 1850,638 397,8 144,914 60 - - 0,59 - 870,42 2997,50 2708,25 570,6 208,216 60 - - 0,52 - 895,53 3893,03 2708,25 660,1 238,118 60 - - 0,46 - 899,88 4792,91 2708,25 750,1 268,120 60 - - 0,41 - 884,02 5676,93 2708,25 838,5 297,622 60 - - 0,36 - 849,99 6526,92 2708,25 923,5 325,924 60 - - 0,30 - 797,21 7324,13 2708,25 1003,2 352,526 60 - - 0,26 - 727,04 8051,17 2708,25 1075,9 376,728 60 - - 0,25 - 766,55 8817,72 2708,25 1152,6 402,330 60 - - 0,25 - 823,10 9640,82 2708,25 1234,9 429,7

Adapun penjelasan mengenai tabel pada titik BH-2 dengan kedalaman 8 m untuk

jenis tanah pasir memiliki nilia NSPT 14 menghasilkan nilai daya dukung ujung

tiang sebesar 651,78 kN dan Qult sebesar 149,7 ton, sedangkan nilai Qall (Qijin)

yang sudah dibagi dengan angka keamanan untuk ujung 3 dan untuk geser 2,5

menghasilkan nilai sebesar 54,2 ton.Pada kedalaman 4 m untuk jenis tanah

lempung memiliki nilai NSPT 3 menghasilkan nilai daya dukung ujung tiang

sebesar 135,413 kN dan Qult sebesar 55,3 ton, sedangkan nilai Qall (Qijin) yang

sudah dibagi dengan angka keamanan untuk ujung 3 dan untuk geser 2,5

menghasilkan nilai sebesar 19,3 ton.

Page 77: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

64

4.1.3. Perhitungan Pada Titik BH-3

Diameter (D) = 100 cm = 1 m

Luas selimut tiang pondasi (p)

p = π . d

p = 1 × 3,14 = 3,314 m

Luas penampang tiang pondasi (Ap)

Ap = .π . D²

= × 3,14 × 1² = 0,785 m

Faktor keamanan (SF)

Ujung = 3

Geser = 2,5

Ø Daya dukung ujung tiang dan geser selimut tiang pada tanah kohesif

v Kedalaman 10 m

1. Daya dukung ujung tiang

Qb = Ap . Nc . Cu

Nc = 9

Cu = 78,72

Qb = 0,785 × 9 × 78,72

= 556,18 kN

2. Daya dukung geser selimut tiang

Qs = α . Cu . p .∆L

α = 0,55

Cu = 78,72

Qs = 0,55 × 78,72 × 3,14 × 2

= 272,05 kN

3. Daya dukung ultimate

Qult = Qb + Qs (komulatif)

= 556,81 + 1444,83

= 2001,0 kN = 200,1 ton

Page 78: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

65

4. Daya dukung ijin

Qall =QbSF +

QsSF

=556,81

3 +1444,83

2,5

= 704,1 = 70,4 ton

Ø Daya dukung ujung tiang dan geser selimut tiang pada tanah non kohesif

v Kedalaman 18 m

1. Daya dukung ujung tiang

Qb = q . a

q = 57,5 × N = 57,5 × 30 = 1725

a = 0,785

Qb = 1725 × 0,785

= 1354,13 kN

2. Daya dukung geser selimut tiang

Qs = f . p . ∆L

f = β . σ = 0,47 × 312,8 = 147,016

= 315,928 × 3,14 × 2

= 913,50 kN

3. Daya dukung ultimate

Qult = Qb + Qs (komulatif)

= 1354,13 + 3806,43

= 5161,01 kN = 516,1 ton

4. Daya dukung ijin

Qall =QbSF +

QsSF

=1354,81

3 +3806,20

2,5

= 1810,66 kN = 181,1 ton

Untuk perhitungan lengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Page 79: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

66

Tabel 4.3: Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT pada titik BH-3.

Depth Nspt Cu NcSkin Friction (kN) End

BearingQult(ton)

Qall(ton)Local Cumm

0 02 3 17,83 0,55 - 8 61,61 61,61 111,97 17,4 6,54 3 - - 1,01 - 391,69 453,30 135,413 58,9 20,56 6 - - 0,90 - 494,20 947,50 270,825 121,8 42,48 10 65,19 0,55 - 9 225,28 1172,78 460,57 163,3 57,510 12 78,72 0,55 - 9 272,05 1444,83 556,18 200,1 70,412 16 105,79 0,55 - 9 365,57 1810,40 747,39 255,8 90,314 22 146,38 0,55 - 9 505,87 2316,27 1034,2 335,0 118,616 26 173,45 0,55 - 9 576,26 2892,53 1225,4 411,8 145,518 30 - - 0,46 - 913,90 3806,43 1354,125 516,1 181,120 37 - - 0,41 - 900,47 4706,90 1670,088 637,7 223,722 60 - - 0,36 - 867,88 5574,78 2708,25 828,3 294,224 60 - - 0,30 - 815,61 6390,39 2708,25 909,9 321,326 60 - - 0,26 - 745,05 7135,44 2708,25 984,4 346,128 60 - - 0,25 - 786,65 7922,09 2708,25 1063,0 372,330 60 - - 0,25 - 845,72 8767,81 2708,25 1147,6 400,5

Adapun penjelasan mengenai tabel pada titik BH-3 dengan kedalaman 10 m untuk

jenis tanah pasir memiliki nilia NSPT 12 menghasilkan nilai daya dukung ujung

tiang sebesar 556,18 kN dan Qult sebesar 200,1 ton, sedangkan nilai Qall (Qijin)

yang sudah dibagi dengan angka keamanan untuk ujung 3 dan untuk geser 2,5

menghasilkan nilai sebesar 70,4 ton. Pada kedalaman 18 m untuk jenis tanah

lempung memiliki nilai NSPT 30 menghasilkan nilai daya dukung ujung tiang

sebesar 1354,13 kN dan Qult sebesar 516,1 ton, sedangkan nilai Qall (Qijin) yang

sudah dibagi dengan angka keamanan untuk ujung 3 dan untuk geser 2,5

menghasilkan nilai sebesar 181,1 ton.

4.2. Perhitungan Penurunan (Settlement)

4.2.1. Penurunan Pada Titik BH-1

Pada kedalamaan 16 m diperoleh nilai N untuk lapisan pasir = 30

Maka, q = 4N = 4 × 30 = 120 kg/cm²

Ø Modulus elastisitas di sekitar tiang (Es)

E = 3 × q

Page 80: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

67

= 3 × 120 = 360 kg/cm = 36 mpa

Ø Menentukan modulus elastisitas tanah di dasar tiang

E = 10 × E

= 10 × 36 mpa = 360 mpa

Ø Menentukan modulus elastisitas dari bahan tiang

E = 4700 . fc′

= 4700 × √30 = 25742,96 mpa = 25742960 kN/m²

R =AA =

0,7850,785 = 1

Ø Menentukan faktor kekakuan tiang

K =E . R

E =25742,96 × 1

36 = 715

Untuk = = 1 (diameter ujung dan atas tiang)

Untuk = = 16 cm

Dari masing – masing grafik di peroleh:

I = 0.1 untuk = 16; = 1 (Gambar 2.12)

R = 1,5 untuk = 16; K = 715 (Gambar 2.13)

R = 0.77 untuk = 16; = 1.8 (Gambar 2.14)

R = 0,98( untuk µs = 0.35; K = 715) (Gambar 2.15)

R = 0.35 untuk = 16; = 10 (Gambar 2.16)

Page 81: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

68

Ø Penurunan dengan beban rencana 300 ton dan 600 ton.

1. Untuk tiang apung atau tiang friksi

I = 0.1 × 1.5 × 0.77 × 0.98 = 0.113

S =300000 kg × 0,113360 kg/cm² × 100

= 0,942 cm = 9,42 mm (dengan Q = 300 ton)

S =600000 × 0,113

360 kg/cm² × 100= 1,884 cm = 18,84 mm (dengan Q = 600 ton)

2. Untuk tiang dukung ujung

I = 0.1 × 1.5 × 0.35 × 0.98 = 0.0514

S =300000 kg × 0,0514360 kg/cm² × 100

= 0,428 cm = 4,28 mm (dengan Q = 300 ton)

S =600000 kg × 0,0514

360kgcm × 100

= 0,857 cm = 8,57 mm (dengan Q = 600 ton)

S total = 9,42 + 4,28 = 13,7 mm (dengan Q = 300 ton)

S total = 18,84 + 5,87 = 24,71 mm (dengan Q = 600)

4.2.2. Penurunan Pada Titik BH-2

Pada kedalamaan 16 m diperoleh nilai N untuk lapisan pasir = 60

Maka, q = 4N = 4 × 60 = 240 kg/cm²

Ø Modulus elastisitas di sekitar tiang (Es)

E = 3 × q

= 3 × 240 = 720 kg/cm = 72 mpa

Ø Menentukan modulus elastisitas tanah di dasar tiang

E = 10 × E

= 10 × 72 mpa = 720 mpa

Ø Menentukan modulus elastisitas dari bahan tiang

E = 4700 . fc′

= 4700 × √30 = 25742,96 mpa = 25742960 kN/m²

R =AA =

0,7850,785 = 1

Page 82: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

69

Ø Menentukan faktor kekakuan tiang

K =E . R

E =25742,96 × 1

72 = 357

Untuk = = 1 (diameter ujung dan atas tiang)

Untuk = = 16 cm

Dari masing – masing grafik di peroleh:

I = 0.1 untuk = 16; = 1 (Gambar 2.12)

R = 1,2 untuk = 16; K = 357 (Gambar 2.13)

R = 0.77 untuk = 16; = 1.8 (Gambar 2.14)

R = 0,88 ( untuk µs = 0.35; K = 357) (Gambar 2.15)

R = 0.35 untuk = 16; = 10 (Gambar 2.16)

Ø Penurunan dengan beban rencana 300 ton dan 600 ton.

1. Untuk tiang apung atau tiang friksi

I = 0.1 × 1.2 × 0.77 × 0.88 = 0.081

S =300000 kg × 0,081720 kg/cm² × 100

= 0,337 cm = 3,37 mm (dengan Q = 300 ton)

S =600000 × 0,081

720 kg/cm² × 100= 0,674 cm = 6,75 mm (dengan Q = 600 ton)

2. Untuk tiang dukung ujung

I = 0.1 × 1.2 × 0.35 × 0.88 = 0,0369

S =300000 kg × 0,0369720 kg/cm² × 100

= 0,154 cm = 1,54 mm (dengan Q = 300 ton)

S =600000 kg × 0,0369720 kg/cm² × 100

= 0,307 cm = 3,07 mm (dengan Q = 600 ton)

S total = 3,37 + 1,54 = 4,91 mm (dengan Q = 300 ton)

S total = 6,75 + 3,07 = 9,82 mm (dengan Q = 600 ton)

Page 83: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

70

4.2.3. Penurunan Pada Titik BH-3

Pada kedalamaan 16 m diperoleh nilai N untuk lapisan pasir = 26

Maka, q = 4N = 4 × 26 = 104 kg/cm²

Ø Modulus elastisitas di sekitar tiang (Es)

E = 3 × q

= 3 × 104 = 312 kg/cm = 31,2 mpa

Ø Menentukan modulus elastisitas tanah di dasar tiang

E = 10 × E

= 10 × 31,2 mpa = 312 mpa

Ø Menentukan modulus elastisitas dari bahan tiang

E = 4700 . fc′

= 4700 × √30 = 25742,96 mpa = 25742960 kN/m²

R =AA =

0,7850,785 = 1

Ø Menentukan faktor kekakuan tiang

K =E . R

E =25742,96 × 1

31,2 = 825

Untuk = = 1 (diameter ujung dan atas tiang)

Untuk = = 16 cm

Dari masing–masing grafik di peroleh:

I = 0.1 untuk = 16; = 1 (Gambar 2.12)

R = 1,6 untuk = 16; K = 825 (Gambar 2.13)

R = 0.77 untuk = 16; = 1.8 (Gambar 2.14)

R = 0,98 ( untuk µs = 0.35; K = 825) (Gambar 2.15)

R = 0.35 untuk = 16; = 10 (Gambar 2.16)

Page 84: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

71

Ø Penurunan dengan beban rencana 300 ton dan 600 ton.

1. Untuk tiang apung atau tiang friksi

I = 0.1 × 1.6 × 0.77 × 0.98 = 0.120

S =300000 kg × 0,120825 kg/cm² × 100

= 0,436 cm = 4,36 mm (dengan Q = 300 ton)

S =600000 × 0,120

825 kg/cm² × 100= 0,872 cm = 8,72 mm (dengan Q = 600 ton)

2. Untuk tiang dukung ujung

I = 0.1 × 1.2 × 0.35 × 0.98 = 0,0412

S =300000 kg × 0,0412825 kg/cm² × 100

= 0,149 cm = 1,49 mm (dengan Q = 300 ton)

S =600000 kg × 0,0412825 kg/cm² × 100

= 0,299 cm = 2,99 mm (dengan Q = 600 ton)

S total = 4,36 + 1,49 = 5,85 mm (dengan Q = 300 ton)

S total = 8,72 + 2,99 = 11,71 mm (dengan Q = 600 ton)

Untuk rekapan nilai perbandingan penurunan dapat dilihat pada Tabel 4.4 dan

kurva penurunan dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Tabel 4.4: Rekapitulasi perhitungan penurunan tiang tunggal.

No Titik Beban

Penurunan untuk

tiang

Apung/friksi

Penurunan untuk tiang

dukung ujungS-Total

1 BH-1 300 9,42 mm 4,28 mm 13,7 mm

600 18,84 mm 8,57 mm 24,71 mm

2 BH-2 300 3,37 mm 1,54 mm 4,91 mm

600 6,75 mm 3,07 mm 9,82 mm

3 BH-3 300 4,36 mm 1,49 mm 5,85 mm

600 8,72 mm 2,99 mm 11,71 mm

Dari hasil tabel rekapitulasi di atas titik BH-1 dengan beban 300 menghasilkan

nilai penurunan (S-Total) sebesar 13,7 mm dan beban 600 sebesar 24,71 mm.

Page 85: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

72

Titik BH-2 dengan beban 300 menghasilkan nilai penurunan (S-Total) sebesar

4,91 mm dan beban 600 sebesar 9,82 mm. titik BH-3 dengan beban 300

menghasilkan nilai penurunan sebesar 5,85 mm dan beban 600 sebesar 11,71 mm.

Gambar 4.1: Kurva penurunan titik BH-1, BH-2 dan BH-3.

Terlihat jelas perbedaan ketiga kurva diatas karena memiliki karakteristik tanah

yang berbeda2 dari tiap titiknya. Dalam perhitungan manual pada titik BH-1

memiliki lapisan tanah yang kurang baik sehingga mengalami penurunan yang

cukup siknifikan.

4.3. Kapasitas Daya Dukung Bored Pile dari Data Loading Test

Data bored pile:

Diameter tiang (D) = 100 cm = 1 m = 39,3701 in

Panjang tiang (L) = 15 m

Keliling bored pile (p) = π × D = 3.14 × 100 = 314 cm = 3.14 m

Luas bored pile (Ap) = .π . D = × 3.14 × 100 = 0.785 m²

Modulus elastisitas Ep = 4700.√35 = 25742.9 mpa² = 25742900 kN/m²

Beban rencana = 300 ton = 2940 kN

Beban uji = 600 ton = 5880 kN

0

5

10

15

20

25

30

0 200 400 600 800

Penu

runa

n

Beban

BH-1 (Manual)

BH-2 (Manual)

BH-3 (Manual)

Page 86: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

73

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 100 200 300 400 500 600 700

Sett

lem

ent (

mm

)

Load (ton)

Qu

4.3.1. Menginterprestasikan Data Hasil Uji Pembebanan Menggunakan

Metode Mazurkiewicz (1972)

Beban runtuh ditentukan dari perpotongan garis BC pada kurva beban-

penurunan (Gambar 4.2).

1. Diplot kurva beban uji yang diberikan terhadap penurunan.

2. Menarik garis dari beberapa titik penurunan yang dipilih hingga memotong

kurva, kemudian ditarik garis vertikal hingga memotong sumbu beban.

3. Dari perpotongan setiap beban tersebut dibuat garis bersudut 45° terhadap

garis perpotongan berikutnya dan seterusnya.

4. Menghubungkan titik-titik yang terbentuk ini hingga menghasilkan sebuah

garis lurus. Perpotongan garis lurus ini dengan sumbu beban merupakan

beban ultimitnya (Gambar 4.2).

Gambar 4.2: Interpretasi daya dukung dengan metode Mazurkiewicz (1972).

Dengan menggambarkan garis ini pada kurva beban penurunan diperoleh beban

maksimum (Qu) dengan metode Mazurkiewicz sebesar = 700 ton.

Page 87: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

74

4.3.2. Menginterprestasikan Data Hasil Uji Pembebanan Menggunakan

Metode Chin

1. Plot kurva antara rasio beban terhadap penurunan (S/Q).

2. Diperoleh persamaan garis tersebut adalah S/Q = C1.S + C2.

3. C1 dihitung dari persamaan garis atau dari gradien/kemiringan.

4. Beban ultimit adalah 1/C1. Metode ini biasanya menghasilkan beban ultimit

beban yang terlalu tinggi sehingga harus dikoreksi (1,2 – 1,4), Sehingga

diperoleh hasil sebagai berikut:

Q =1

0,0014

= 714 ton

Dari langkah penyelesaian dengan menggunakan Metode Chin, maka diperoleh

beban ultimate (Qult) dari data hasil Loading Test dilokasi tersebut dapat dilihat

pada gambar grafik 4.3.

Gambar 4.3: Interpretasi daya dukung dengan metode Chin.

Dengan menggambarkan garis ini pada kurva beban penurunan diperoleh beban

maksimum (Qult) dengan metode Chin sebesar = 714 ton.

y = 0,0014x + 0,0003

0

0,0002

0,0004

0,0006

0,0008

0,001

0,0012

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Sett

lem

ent m

m

Beban

Series1 Linear (Series1)

Page 88: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

75

4.3.3. Menginterprestasikan Data Hasil Uji Pembebanan Menggunakan

Metode Davisson

1. Gambarkan kurva beban-penurunan.

2. Tentukan penurunan elastis dari tiang dengan Pers. 2.5.

∆=5340 × 15

0.785 × 25742900 = 0.0039 = 3.9

3. Gambarkan sebuah garis OA berdasarkan persamaan diatas

4. Gambarkan sebuah garis BC yang sejajar dengan OA pada jarak sejauh x

menggunakan Pers. 2.6.

= 0.15 +39.3701

120 = 0.478 = 12.1

5. Beban runtuh ditentukan dari perpotongan garis BC pada kurva beban-

penurunan (Gambar 4.4).

Gambar 4.4: Interpretasi daya dukung dengan metode Davisson.

Dengan menggambarkan garis ini pada kurva beban penurunan diperoleh beban

maksimum (Qult) dengan metode Davisson sebesar = 600 ton.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Sett

lem

ent m

m

Beban

O

A

B

C

Page 89: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

76

4.4. Hasil Analisis Program Plaxis Untuk Penurunan

Setelah melakukan kalkulasi pada tahapan analisis kemudian dapat dilihat

hasil outputnya berupa gambar dan grafik seperti Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.

Gambar 4.5: Penurunan dengan beban 300 ton.

Gambar 4.6: Penurunan dengan beban 600 ton.

Page 90: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

77

Kedua gambar penurunan diatas adalah perwakilan dari ketiga titik tersebut yang

diambil dari program Plaxis pada titik BH-2, karna pada titik tersebut yang

memiliki struktur lapisan tanah yang cukup baik diantara 3 titik tersebut.

Setelah proses perhitungan selesai, maka langkah berikutnya adalah masuk

pada katagori kurva penurunan. Adapun perbandingan kurva penurunan antara

titik BH-1, BH-2 dan BH-3 dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7: Kurva perbandingan penurunan antara titik BH-1, BH-2 dan BH-3dalam program Plaxis.

Pada gambar 4.7 yang dihasilkan oleh program Plaxis dijelaskan bahwah grafik

berwarna hijau titik BH-1 yang menghasilkan nilai penurunan sebesar 24,62 mm,

grafik berwarna merah titik BH-2 yang menghasilkan nilai penurunan sebesar

17,19 mm dan yang berwarna biru titik BH-3 yang menghasilkan nilai penurunan

sebesar 26,51 mm.

Adapun kurva pembebanan dan penurunan Loading test yang dihasilkan oleh

program Plaxis dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Page 91: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

78

Gambar 4.8: Kurva beban versus penurunan menggunakan program analisis.

4.5. Perbandingan Hasil Analitis dan Program Plaxis untuk Penurunan

dan Loading Test

Adapun kurva perbandingan penurunan antara analitis dan program Plaxis

dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9: Kurva perbandingan antara analitis dan program Plaxis.

0

5

10

15

20

25

30

0 200 400 600 800

Penu

runa

n

Beban

BH-1 (Plaxis)

BH-2 (Plaxis)

BH-3 (Plaxis)

BH-1 (Manual)

BH-2 (Manual)

BH-3 (Manual)

Page 92: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

79

Pada Gambar 4.9 dijelaskan bahwa grafik yang berwarna biru, orange dan ungu

untuk perhitungan manual, sedangkan grafik yang berwarna merah, hijau dan

dongker untuk perhitungan Plaxis.

Dalam gambar tersebut untuk perhitungan manual gambar grafik terlihat lurus

kebawah sedangkan untuk perhitungan Plaxis terlihat sedikit melengkung

kebawah, karena dalam perhitungan manual yang diketahui hanya elemen tanah

ujung tiang dan permukaan tiang, sedangkan dalam perhitungan program Plaxis

mengetahui sampai elemen-elemen tanah yang terkecil. Jadi menggunakan

program jauh lebih akurat hasil perhitungannya.

Adapun kurva perbandingan Loading test antara analitis dan program Plaxis

dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10: Kurva perbandingan beban versus penurunan dengan metodeelemen hingga dan data loading test.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500 600 700

Penu

runa

n

Beban

Plaxis

Loading

Page 93: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

80

4.6. Hasil Analitis Daya Dukung Program Plaxis

1. Dari hasil perhitungan titik BH-1 dengan menggunakan program analisis di

dapat nilai tegangan efektif sebesar 4528,93 kN/m2 maka nilai Qu adalah:

= .

= 4528,93 × 0,785

= 3555,21

= 355 ton

Dengan penurunan sebesar:

Ø 10,26 mm untuk beban 300 ton

Ø 24,62 mm untuk beban 600 ton

2. Dari hasil perhitungan titik BH-2 dengan menggunakan program analisis di

dapat nilai tegangan efektif sebesar 16.262 kN/m2 maka nilai Qu adalah:

= .

= 12.262 × 0,785

= 12.765,67

= 1276 ton

Dengan penurunan sebesar:

Ø 7,48 mm untuk beban 300 ton

Ø 17,19 mm untuk beban 600 ton

3. Dari hasil perhitungan titik BH-1 dengan menggunakan program analisis di

dapat nilai tegangan efektif sebesar 2240,53 kN/m2 maka nilai Qu adalah:

= .

= 2240,53 × 0,785

= 1758,8

= 176 ton

Dengan penurunan sebesar:

Ø 8,65 mm untuk beban 300 ton

Ø 26,51 mm untuk beban 600 ton

Page 94: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

81

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan pengolahan data, analisis dan evaluasi daya dukung serta

penurunan pada podasi tiang bor dengan cara analitis dan menggunakan metode

elemen hingga yang akan dibandingkan maka dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut:

1. Cara analitis menghasilkan daya dukung ultimit sebesar:

1) Titik BH-1 = 1153,1 ton

2) Titik BH-2 = 1234,7 ton

3) Titik BH-3 = 1147,4 ton

Elemen hingga (Plaxis) menghasilkan daya dukung ultimit sebesar:

1) Titik BH-1 = 355 ton

2) Titik BH-2 = 1276 ton

3) Titik BH-3 = 176 ton

2. Penurunan yang dihasilkan dari analitis sebesar:

1) Titik BH-1

Beban 300 ton = 13,7 mm

Beban 600 ton = 24,71 mm

2) Titik BH-2

Beban 300 ton = 4,91 mm

Beban 600 ton = 9,82 mm

3) Titik BH-3

Beban 300 ton = 5,85 mm

Beban 600 ton = 11,71 mm

Penurunan yang dihasilkan dari program analisis (Plaxis) sebesar:

1) Titik BH-1

Beban 300 ton = 10,26 mm

Beban 600 ton = 24,62 mm

2) Titik BH-2

Beban 300 ton = 7,48 mm

Page 95: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

82

Beban 600 ton = 17,19 mm

3) Titik BH-3

Beban 300 ton = 8,65 mm

Beban 600 ton = 26,51 mm

3. Selisih penurunan Plaxis dan analitis:

1) Titik BH-1 untuk beban 600 ton adalah 0,09 mm atau 0,45% dari

penurunan sebenarnya.

2) Titik BH-2 untuk beban 600 ton adalah 7,37 mm atau 36,85% dari

penurunan sebenarnya.

3) Titik BH-3 untuk beban 600 ton adalah 14,8 mm atau 74% dari penurunan

sebenarnya.

5.2. Saran

Dari hasil analisis serta kesimpulan yang diambil pada tugas akhir ini, penulis

memberi saran untuk proses pemaksimalan perhitungan serta keakuratan hasil

perhitungan kedepannya nanti, yaitu sebagai berikut:

1. Untuk menganalisis daya dukung pondasi lebih akurat memakai hasil data

loading test karena hasil yang dikeluarkan alat loading test benar-benar

menyajikan keadaan dilapangan sebenarnya.

2. Untuk memaksimalkan hasil perhitungan daya dukung dan penurunan,

parameter-parameter yang digunakan sebagai input dalam program plaxis harus

benar-benar diperhatikan.

Page 96: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

83

DAFTAR PUSTAKA

Das, B. M. (2007) Principles of Foundation Engineering, SI, Seventh, Edition United

States of America: ©2011, 2007 Cengage Learning.

Das, B. M. (2007) Principles of Foundation Engineering, Sixth Edition, North

America: © 2007 by Nelson.

Das, B. M. (1995) Mekanika Tanah (Prinsi-prinsip Rekayasa Geoteknik), Jilid 1,

Jakarta: Erlangga.

Bowles, J. E. (1997) Analisis Dan Desain Pondasi, Edisi Keempat Jilid 1, Jakarta:

Erlangga.

Hardiyatmo, H. C. (2002) Mekanika Tanah I, Edisi Ketiga, Yogyakarta: Gajah Mada

University Press.

Hardiyatmo, H. C. (2002) Mekanika Tanah II, Edisi Ketiga, Yogyakarta: Gajah Mada

University Press.

Hardiyatmo, H. C. (1996) Teknik Pondasi I, Jakarta: PT.Gramedia Pustaka Utama.

Hardiyatmo, H. C. (2008) Teknik Pondasi II, Edisi Keempat, Jakarta: PT.Gramedia

Pustaka Utama.

SNI 4153. (2008) Cara Uji Penetrasi Lapangan Dengan SPT.

SNI 2827. (2008) Cara Uji Penetrasi Lapangan Dengan Alat Sondir.

Sosrodarsono, S. dan Nakazawa, K. (2000) Mekanika Tanah Dan Teknik Pondasi,

Jakarta: PT.Pradnya Paramita.

Harianto, E. (2007) Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Menggunakan

Software Shaft1 Dan Uji Beban Statis (Studi Kasus Tiang Uji TP-4 Dan TP-5

Pada Proyek Grand Indonesa Di Jakarta). Tugas Akhir S1 Unniversitas Katolik

Soegijapranata.

Poulos, H. G. Dan Davis, E. H. (1980) Pile Foundation Analysis And Design,

Rainbow Bridge Book Co.

Page 97: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

84

Soedarmo, G. D. dan Purnomo, J. E. (1993) Mekanika Tanah 1, Malang: Kanisius.

Bridge Menagemen System. (1992) Desain Of Pile Foundation, Indonesia dan

Australia.

Bakker, K. J, dkk. (2007) Plaxis Tutorial Manual, 2D Version 8, Delft, Netherlands:

Plaxis b.v.

Page 98: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

LAMPIRAN

Page 99: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.1: Hasil pengujian beban statik aksil tekan (Loading test).

Siklus Waktu Beban Pembacaan Penurunan (mm) Rata-rata

JamMenit

Ton % 1 2 3 4Penurunan

No Durasi (mm)I 17.30 0 0 0 0 0 0 0 0

17.30 0 75 25 0,58 0,36 0,79 1,05 0,69510 0,69 0,42 0,86 1,09 0,765

20 0,71 0,43 0,86 1,1 0,77530 0,74 0,46 0,89 1,12 0,8025

40 0,75 0,46 0,89 1,13 0,807550 0,77 0,48 0,91 1,16 0,83

60 0,79 0,48 0,91 1,16 0,835

18.30 0 150 50 1,37 1,04 1,58 2 1,497510 1,44 1,09 1,64 2,07 1,56

20 1,48 1,13 1,69 2,11 1,602530 1,51 1,16 1,71 2,15 1,6325

40 1,54 1,18 1,73 2,16 1,652550 1,57 1,21 1,75 2,19 1,68

60 1,57 1,21 1,75 2,19 1,68

19.30 0 75 25 1,35 0,93 1,45 1,73 1,36510 1,35 0,92 1,41 1,73 1,352520 1,34 0,93 1,41 1,72 1,35

19.50 0 0 0 0,8 0,45 0,75 0,71 0,677510 0,53 0,38 0,58 0,56 0,5125

20 0,5 0,36 0,56 0,53 0,4875

II 20.10 0 150 50 1,08 0,69 1,22 1,46 1,112510 1,13 0,74 1,25 1,51 1,157520 1,15 0,75 1,25 1,51 1,165

20.30 0 225 75 2,72 2,28 2,81 3,55 2,8410 2,87 2,43 2,91 3,68 2,9725

20 2,94 2,5 2,96 3,74 3,03530 2,98 2,54 2,99 3,77 3,07

40 3,01 2,57 3,02 3,78 3,09550 3,04 2,6 3,05 3,81 3,125

60 3,08 2,64 3,07 3,84 3,1575

Page 100: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.2: Lanjutan.

Siklus Waktu Beban Pembacaan Penurunan (mm) Rata-rataPenurunan

(mm)Jam Menit Ton % 1 2 3 4No Durasi

21.30 0 300 100 4,5 4 4,35 5,3 4,537510 4,79 4,2 4,53 5,52 4,76

20 4,9 4,32 4,61 5,62 4,862530 5 4,38 4,67 5,67 4,93

40 5 4,42 4,69 5,7 4,952550 5,04 4,45 4,71 5,71 4,9775

60 5,06 4,49 4,75 5,75 5,012570 5,1 4,5 4,78 5,77 5,0375

80 5,13 4,53 4,78 5,79 5,0575

22.50 0 225 75 4,99 4,4 4,65 5,62 4,91510 4,99 4,4 4,64 5,58 4,9025

20 4,99 4,4 4,64 5,58 4,9025

23.10 0 150 50 4,85 4,28 4,48 5,4 4,752510 4,84 4,28 4,47 5,39 4,745

20 4,84 4,28 4,47 5,39 4,745

23.30 0 0 0 3,72 3,6 3,08 3,17 3,392510 3,26 2,44 2,69 3 2,915

20 3,21 2,39 2,9 2,96 2,865

III 23.50 0 150 50 4,3 3,42 3,85 4,54 4,027510 4,35 3,45 3,89 4,6 4,0725

20 4,38 3,48 3,92 4,62 4,1

00.10 0 300 100 5,33 4,33 4,99 5,93 5,14510 5,45 4,43 5,08 6,01 5,2425

20 5,51 4,48 5,14 6,04 5,2925

00.30 0 375 125 6,45 5,4 6,01 7,08 6,23510 6,78 5,68 6,26 7,28 6,5

20 6,88 5,77 6,34 7,36 6,587530 6,93 5,82 6,38 7,42 6,6375

40 6,98 5,86 6,43 7,45 6,6850 7,03 5,9 6,46 7,5 6,7225

60 7,05 5,93 6,5 7,53 6,7525

Page 101: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.3: Lanjutan.

Siklus Waktu Beban Pembacaan Penurunan (mm) Rata-rataPenurunan

(mm)Jam Menit Ton % 1 2 3 4No Durasi

01.30 0 450 150 8,4 7,3 7,72 8,85 8,067510 8,67 7,56 7,94 9,05 8,305

20 8,81 7,67 8,05 9,14 8,417530 8,9 7,75 8,1 9,2 8,4875

40 8,95 7,81 8,16 9,26 8,54550 9 7,86 8,2 9,3 8,59

60 9,05 7,9 8,26 9,36 8,642570 9,08 7,93 8,29 9,37 8,6675

80 9,12 7,95 8,32 9,4 8,697590 9,14 7,97 8,34 9,43 8,72

03.00 0 375 125 8,98 7,8 8,21 9,31 8,57510 8,98 7,8 8,21 9,31 8,575

20 8,98 7,8 8,21 9,31 8,575

03.20 0 300 100 8,91 7,71 8,13 9,18 8,45510 8,9 7,71 8,1 9,1 8,4525

20 8,9 7,71 8,1 9,1 8,4525

03.40 0 150 50 8,87 7,69 8,07 9,13 8,4410 8,87 7,69 8,07 9,13 8,44

20 8,87 7,69 8,07 9,13 8,44

04.00 0 0 0 6,95 5,4 6,02 6,15 6,1310 6,49 5,23 5,8 5,85 5,8425

20 6,41 5,15 5,72 5,77 5,7625

IV 04.20 0 150 50 7,64 6,22 6,65 7,35 6,96510 7,68 6,25 6,68 7,37 6,995

20 7,68 6,25 6,68 7,37 6,995

04.40 0 300 100 8,57 7,07 7,7 8,6 7,98510 8,61 7,07 7,75 8,64 8,0175

20 8,62 7,09 7,77 8,65 8,0325

05.00 0 450 150 9,68 8,08 8,83 9,89 9,1210 9,92 8,3 9 10,05 9,3175

20 9,98 8,34 9,04 10,07

Page 102: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.4: Lanjutan.

Siklus Waktu Beban Pembacaan Penurunan (mm) Rata-rataPenurunan

(mm)Jam Menit Ton % 1 2 3 4No Durasi

05.20 0 525 175 11,18 9,61 10,24 11,35 10,59510 11,64 10,01 10,55 11,64 10,96

20 11,74 10,12 10,64 11,72 11,05530 11,84 10,23 10,7 11,82 11,1475

40 11,87 10,26 10,73 11,85 11,177550 11,98 10,37 10,84 11,95 11,285

60 12,05 10,42 10,9 11,99 11,34

06.20 0 600 200 13,2 11,6 11,98 13,13 12,477510 13,38 11,81 12,13 13,27 12,6475

20 13,58 12,01 12,3 13,42 12,827530 13,72 12,15 12,43 13,53 12,9575

40 13,85 12,26 12,53 13,62 13,06550 13,9 12,32 12,59 13,69 13,125

07.20 60 13,95 12,35 12,62 13,71 13,157570 14 12,41 12,66 13,76 13,2075

80 14,05 12,45 12,7 13,78 13,24590 14,12 12,52 12,75 13,82 13,2975

100 14,15 12,55 12,74 13,85 13,322508.10 110 14,18 12,57 12,76 13,88 13,3475

09.10 170 15,47 13,91 14 15,08 14,61510.10 230 15,59 14,02 14,11 15,19 14,727511.10 290 15,66 14,1 14,17 15,25 14,79512.10 350 15,71 14,15 14,23 15,3 14,847513.10 410 15,78 14,2 14,31 15,37 14,942514.10 470 15,83 14,24 14,34 15,43 14,9615.10 530 15,85 14,26 14,36 15,48 14,987516.10 590 15,87 14,28 14,4 15,49 15,0117.10 650 15,91 14,31 14,44 15,55 15,052518.10 710 15,93 14,33 14,45 15,57 15,07

18.10 0 450 150 15,62 13,94 14,13 15,3 14,747510 15,62 13,94 14,13 15,3 14,7475

20 15,63 13,95 14,13 15,25 14,747530 15,63 13,95 14,13 15,25 14,7475

40 15,63 13,95 14,13 15,25 14,747550 15,63 13,95 14,13 15,25 14,7475

Page 103: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.5: Lanjutan.

Siklus Waktu Beban Pembacaan Penurunan (mm) Rata-rataPenurunan

(mm)Jam Menit Ton % 1 2 3 4No Durasi

60 15,63 13,95 14,13 15,25 14,7475

19.10 0 300 100 15,06 13,42 13,65 14,73 14,21510 15,03 13,42 13,63 14,71 14,1975

20 15,02 13,41 13,62 14,69 14,18530 15,02 13,41 13,61 14,67 14,1775

40 15,01 13,41 13,6 14,67 14,172550 15,01 13,41 13,6 14,67 14,1725

60 15 13,41 13,6 14,67 14,17

20.10 0 150 50 14,03 12,3 12,38 13,22 12,982510 14,03 12,3 12,37 13,22 12,98

20 14,01 12,27 12,35 13,22 12,962530 14,01 12,27 12,35 13,22 12,9625

40 13,98 12,23 12,32 13,21 12,93550 13,96 12,21 12,3 13,16 12,9057

60 13,93 12,19 12,28 13,15 12,8875

21.10 0 0 0 12,7 10,6 11,14 11,3 11,43522.10 60 11,81 9,9 10,5 10,58 10,697523.10 120 11,68 9,75 10,38 10,47 10,5700.10 180 11,59 9,62 10,3 10,37 10,4701.10 240 9,82 8,75 8,88 8,89 9,08502.10 300 8,46 6,85 7,82 7,61 7,68503.10 360 8,41 6,79 7,8 7,57 7,642504.10 420 8,41 6,79 7,8 7,57 7,642505.10 480 8,41 6,79 7,8 7,57 7,642506.10 8,33 6,67 7,67 4,82 6,872507.10 8,32 6,66 7,65 4,81 6,8608.10 8,32 6,66 7,65 4,81 6,8609.10 8,32 6,66 7,65 4,81 6,8610.10 8,32 6,66 7,65 4,81 6,8611.10 8,32 6,66 7,65 4,81 6,8612.10 8,32 6,66 7,65 4,81 6,86

Page 104: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …
Page 105: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.6: Hasil perhitungan daya dukung titik BH-1 (Metode REESE AND O'NEILL (1999)).

No z(m)

Δ(m) Nspt Clay or

Sand?γ

(kN/m3)γ'

(kN/m3)σeffective

(kN/m3)Clay,cu(kPa) α β Friction

(kPa) Qsi ∑Qs Nc* Clay∑Qb

Sand∑Qb ∑Qb ∑Qs+

∑Qb Qall

1 0 0 0 0 02 2 2 3 clay 21,8 12 24 17,83 0,55 - 9,81 61,61 61,61 8,00 112,02 - 112,02 17,4 6,53 4 2 3 sand 21,8 12 48 - - 1,01 48,58 305,21 366,82 - 0 135,4812 135,4812 50,2 17,64 6 2 4 clay 27,8 18 84 24,60 0,55 - 13,53 84,99 451,81 9,00 173,85 - 173,85 62,6 22,05 8 2 4 clay 27,8 18 120 24,60 0,55 - 13,53 84,99 536,80 9,00 173,85 - 173,85 71,1 24,86 10 2 7 clay 27,8 18 156 44,89 0,55 - 24,69 155,14 691,94 9,00 317,33 - 317,33 100,9 35,87 12 2 9 sand 27,8 18 192 - - 0,65 125,71 789,88 1481,82 - 0 406,4435 406,4435 188,8 65,78 14 2 21 sand 27,8 18 228 - - 0,59 133,84 840,97 2322,79 - 0 948,3683 948,3683 327,1 115,49 16 2 30 sand 27,8 18 264 - - 0,52 138,34 869,19 3191,98 - 0 1354,812 1354,812 454,7 160,6

10 18 2 41 sand 27,8 18 300 - - 0,46 139,44 876,12 4068,10 - 0 1851,576 1851,576 592,0 209,711 20 2 53 sand 27,8 18 336 - - 0,41 137,36 863,04 4931,14 - 0 2393,501 2393,501 732,5 260,112 22 2 60 sand 27,8 18 372 - - 0,36 132,26 831,02 5762,16 - 0 2709,624 2709,624 847,2 300,513 24 2 60 sand 27,8 18 408 - - 0,30 124,30 780,98 6543,14 - 0 2709,624 2709,624 925,3 326,514 26 2 60 sand 27,8 18 444 - - 0,26 113,59 713,72 7256,86 - 0 2709,624 2709,624 996,6 350,315 28 2 60 sand 27,8 18 480 - - 0,25 120,00 753,98 8010,84 - 0 2709,624 2709,624 1072,0 375,416 30 2 60 sand 27,8 18 516 - - 0,25 129,00 810,53 8821,37 - 0 2709,624 2709,624 1153,1 402,4

Page 106: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.7: Hasil perhitungan daya dukung titik BH-2 (Metode REESE AND O'NEILL (1999)).

No z(m)

Δ(m) Nspt

Clayor

Sand?γ

(kN/m3)γ'

(kN/m3)σeffective

(kN/m3)Clay,cu(kPa) α β Friction

(kPa) Qsi ∑Qs Nc* Clay∑Qb

Sand∑Qb ∑Qb ∑Qs+

∑Qb Qall

1 0 0 0 0 02 2 2 3 clay 25,8 16 32 17,83 0,55 - 9,81 61,61 61,61 8,00 112,02 - 112,02 17,4 6,53 4 2 3 sand 21,8 12 56 - - 1,01 56,67 356,08 417,69 - 0 135,4812 135,4812 55,3 19,34 6 2 5 clay 27,8 18 92 31,36 0,55 - 17,25 108,38 526,07 9,00 221,68 - 221,68 74,8 26,45 8 2 14 clay 27,8 18 128 92,26 0,55 - 50,74 318,81 844,88 9,00 652,11 - 652,11 149,7 54,26 10 2 20 clay 27,8 18 164 132,85 0,55 - 73,07 459,10 1303,98 9,00 939,07 - 939,07 224,3 81,07 12 2 41 sand 27,8 18 200 - - 0,65 130,95 822,79 2126,77 - 0 1851,576 1851,576 397,8 145,08 14 2 60 sand 27,8 18 236 - - 0,59 138,54 870,48 2997,25 - 0 2709,624 2709,624 570,7 208,39 16 2 60 sand 27,8 18 272 - - 0,52 142,53 895,53 3892,78 - 0 2709,624 2709,624 660,2 238,1

10 18 2 60 sand 27,8 18 308 - - 0,46 143,16 899,48 4792,26 - 0 2709,624 2709,624 750,2 268,111 20 2 60 sand 27,8 18 344 - - 0,41 140,63 883,58 5675,84 - 0 2709,624 2709,624 838,5 297,612 22 2 60 sand 27,8 18 380 - - 0,36 135,10 848,89 6524,73 - 0 2709,624 2709,624 923,4 325,913 24 2 60 sand 27,8 18 416 - - 0,30 126,73 796,29 7321,02 - 0 2709,624 2709,624 1003,1 352,414 26 2 60 sand 27,8 18 452 - - 0,26 115,64 726,58 8047,60 - 0 2709,624 2709,624 1075,7 376,615 28 2 60 sand 27,8 18 488 - - 0,25 122,00 766,55 8814,15 - 0 2709,624 2709,624 1152,4 402,216 30 2 60 sand 27,8 18 524 - - 0,25 131,00 823,10 9637,25 - 0 2709,624 2709,624 1234,7 429,6

Page 107: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.9: Hasil perhitungan daya dukung titik BH-2 (Metode REESE AND O'NEILL (1999)).

No z(m)

Δ(m) Nspt

Clayor

Sand?γ

(kN/m3)γ'

(kN/m3)σeffective

(kN/m3)Clay,cu(kPa) α β Friction

(kPa) Qsi ∑Qs Nc* Clay∑Qb

Sand∑Qb ∑Qb ∑Qs+

∑Qb Qall

1 0 0 0 0 02 2 2 3 clay 27,8 18 36 17,83 0,55 - 9,81 61,61 61,61 8,00 112,02 - 112,02 17,4 6,53 4 2 3 sand 21,8 12,8 61,6 - - 1,01 62,34 391,69 453,30 - 0 135,4812 135,4812 58,9 20,54 6 2 6 sand 21,8 12,8 87,2 - - 0,90 78,68 494,38 947,68 - 0 270,9624 270,9624 121,9 42,45 8 2 10 clay 27,8 18,8 124,8 65,19 0,55 - 35,86 225,28 1172,96 9,00 460,81 - 460,81 163,4 57,56 10 2 12 clay 27,8 18,8 162,4 78,72 0,55 - 43,30 272,05 1445,01 9,00 556,46 - 556,46 200,1 70,47 12 2 16 clay 27,8 18,8 200 105,79 0,55 - 58,18 365,57 1810,58 9,00 747,76 - 747,76 255,8 90,38 14 2 22 clay 27,8 18,8 237,6 146,38 0,55 - 80,51 505,86 2316,44 9,00 1034,72 - 1034,72 335,1 118,69 16 2 26 clay 27,8 18,8 275,2 173,45 0,529 - 91,72 576,26 2892,70 9,00 1226,02 - 1226,02 411,9 145,5

10 18 2 30 sand 27,8 18,8 312,8 - - 0,46 145,39 913,50 3806,20 - 0 1354,812 1354,812 516,1 181,111 20 2 37 sand 27,8 18,8 350,4 - - 0,41 143,24 900,02 4706,22 - 0 1670,935 1670,935 637,7 223,712 22 2 60 sand 27,8 18,8 388 - - 0,36 137,95 866,76 5572,98 - 0 2709,624 2709,624 828,3 294,213 24 2 60 sand 27,8 18,8 425,6 - - 0,30 129,66 814,67 6387,65 - 0 2709,624 2709,624 909,7 321,314 26 2 60 sand 27,8 18,8 463,2 - - 0,26 118,50 744,59 7132,24 - 0 2709,624 2709,624 984,2 346,115 28 2 60 sand 27,8 18,8 500,8 - - 0,25 125,20 786,65 7918,89 - 0 2709,624 2709,624 1062,9 372,316 30 2 60 sand 27,8 18,8 538,4 - - 0,25 134,60 845,72 8764,61 - 0 2709,624 2709,624 1147,4 400,5

Page 108: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.9: Parameter tanah BH-1

No. Parameter simbolLapisan satuan

Lap 1 Lap 2 Lap 3 Lap 4 Lap 5 Lap 6

1 Konsistensi - Lunak ke sedang Sedang ke padat Sangat padat Sangat padat Sangat padat Sangat padat -

2 Model material - Mohr Coulomn MohrCoulomn

Mohr Coulomn MohrCoulomn

Mohr Coulomn Mohr Coulomn -

3 Jenis perilaku - Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase -

4Berat isi tanah di atasgaris freatik γdry 12 12 18 18 18 18 kN/m³

5Berat isi tanah dibawah garis freatik γsat 21.8 21.8 27.8 27.8 27.8 27.8 kN/m³

6Permeabilitas arahhorizontal Kx 1,160E-13 1,160E-13 1,160E-09 1,160E-09 1,160E-09 1,160E-09 m/hari

7Permeabilitas arahvertical Ky 1,160E-13 1,160E-13 1,160E-09 1,160E-09 1,160E-09 1,160E-09 m/hari

8 Modulus Young E 3137,12 6274,27 19339,8 39782,8 44126,5 44126,5 kN/m²

9 Angka Poisson V 0.4 0.4 0.25 0.25 0.25 0.25 -

10 Kohesi c 7.5 8.8 1 1 1 1 kN/m²

11 sudut geser dalam φ 5 6 34,5 41 41,8 41,8 °

12 sudut dilatansi ψ 0 0 0 11 11,8 11,8 °

Page 109: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.10: Parameter tanah BH-2.

No. Parameter simbolLapisan satuan

Lap 1 Lap 2 Lap 3 Lap 4 Lap 5 Lap 6

1 Konsistensi - Lunak ke sedang Sedang ke padat Sangat padat Sangat padat Sangat padat Sangat padat -

2 Model material - Mohr Coulomn MohrCoulomn

Mohr Coulomn MohrCoulomn

Mohr Coulomn Mohr Coulomn -

3 Jenis perilaku - Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase -

4Berat isi tanah di atasgaris freatik γdry 16 12 18 18 18 18 kN/m³

5Berat isi tanah dibawah garis freatik γsat 25.8 21.8 27.8 27.8 27.8 27.8 kN/m³

6Permeabilitas arahhorizontal Kx 1,160E-09 1,160E-013 1,160E-07 1,160E-07 1,160E-07 1,160E-07 m/hari

7Permeabilitas arahvertical Ky 1,160E-09 1,160E-013 1,160E-07 1,160E-07 1,160E-07 1,160E-07 m/hari

8 Modulus Young E 2654,5 19121,5 44126,5 44126,5 44126,5 44126,5 kN/m²

9 Angka Poisson V 0.3 0.35 0.25 0.2 0.2 0.24 -

10 Kohesi c 1 10.6 1 1 1 1 kN/m²

11 sudut geser dalam φ 24 12 41,8 41,8 41,8 41,8 °

12 sudut dilatansi ψ 0 0 11,8 11,8 11,8 11,8 °

Page 110: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Tabel L.11: Parameter tanah BH-3.

No. Parameter simbolLapisan satuan

Lap 1 Lap 2 Lap 3 Lap 4 Lap 5 Lap 6

1 Konsistensi - Lunak ke sedang Sedang ke padat Sangat padat Sangat padat Sangat padat Sangat padat -

2 Model material - Mohr Coulomn Mohr Coulomn Mohr Coulomn Mohr Coulomn Mohr Coulomn Mohr Coulomn -

3 Jenis perilaku - Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase Tak terdrainase -

4Berat isi tanah di atasgaris freatik γdry 18 12 12 18 18 18 kN/m³

5Berat isi tanah dibawah garis freatik γsat 27,8 21,8 21,8 27,8 27,8 27,8 kN/m³

6Permeabilitas arahhorizontal Kx 1,160E-07 1,160E-013 1,160E-013 1,160E-09 1,160E-09 1,160E-09 m/hari

7Permeabilitas arahvertical Ky 1,160E-07 1,160E-013 1,160E-013 1,160E-09 1,160E-09 1,160E-09 m/hari

8 Modulus Young E 50000 2500 2500 25000 25000 25000 kN/m²

9 Angka Poisson v 0.3 0.4 0.4 0.25 0.25 0.25 -

10 Kohesi c 1 11.5 12.6 0.01 0.01 0.01 kN/m²

11 sudut geser dalam φ 15 7 15 40 40 40 °

12 sudut dilatansi ψ 0 0 0 10 10 10 °

Page 111: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.1: Grafik perbandingan penurunan antara titik BH-1, BH-2 dan BH-3 pada program analisis.

Page 112: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.2: Grafik beban versus penurunan pada program analisis.

Page 113: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.3: Gambar penurunan titik BH-1 dengan beban 300 ton.

Page 114: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.4: Gambar penurunan titik BH-1 dengan beban 600 ton.

Page 115: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.5: Gambar penurunan titik BH-2 dengan beban 300 ton.

Page 116: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.6: Gambar penurunan titik BH-2 dengan beban 600 ton.

Page 117: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.7: Gambar penurunan titik BH-3 dengan beban 300 ton.

Page 118: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

Gambar L.8: Gambar penurunan titik BH-3 dengan beban 600 ton.

Page 119: STUDI PARAMETRIK DEFORMASI PONDASI TIANG PADA KASUS …

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA DIRI PESERTA

Nama Lengkap : Putri Pangesti Wahyu WijayantiPanggilan : PutriTempat, Tanggal Lahir : Medan, 11 Februari 1996Jenis Kelamin : PerempuanAlamat : Jl. Medan-Binjai Km.15 Diski, Desa Sei

Semayang, Kec. SunggalAgama : Islam

Nama Orang TuaAyah : IriantoIbu : YantiNo.HP : 082166070835E-Mail : [email protected]

RIWAYAT PENDIDIKANNomor Pokok Mahasiswa : 1307210250Fakultas : TeknikProgram Studi : Teknik SipilPerguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Sumatera UtaraAlamat Perguruan Tinggi : Jl. Kapten Muchtar Basri BA. No. 3 Medan 20238

No Tingkat Pendidikan Nama dan Tempat Tahun Kelulusan1 SD SD Negri 020261 20072 SMP SMP Negri 2 Binjai 20103 SMA SMK Negri 2 Binjai 20134 Melanjutkan kuliah di Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara Tahun

2013 sampai selesai.